链接从静态库链接符号的动态库：macOS vs Linux

Question

我正在将一个 Linux 应用程序移植到 macOS，我花了一些时间才发现链接行为有所不同。该项目使用基于 CMake 的两阶段构建过程：一个 CMake 树创建一个动态库，该动态库链接到在稍后创建的第二个树中创建的静态库。创建动态库时静态库还不存在。这适用于 Linux：动态库是使用静态库中的符号创建的，并且它们是前向声明的。构建第二棵树时，动态库链接到一个可执行文件，该可执行文件也链接静态库，这样一切都可以正常工作。这在 macOS 上不起作用，因为在第一个 CMake 树中，编译器在动态库的链接步骤失败，因为第二个树中的静态库尚不存在。

我已经将我的应用程序简化为一个最小的示例（代码可以在我的问题的末尾找到）。

设置如下：

带有 main() 函数的最小 C 程序
一函数动态库
一函数静态库
程序从动态库中调用函数。动态库当然是动态链接到程序的。
动态库调用静态库函数。静态库静态链接动态库

如果我们停止将静态库链接到动态库：

# This target_link_libraries is intentionally commented out.
#target_link_libraries(dynamic_lib static_lib)

当然，我们在构建程序时会遇到错误。但是错误在 macOS 和 Linux:

上是不同的

macOS/clang 较早 在动态库链接 vs 的步骤失败 Linux/gcc稍后在程序链接

的步骤失败

我确实认识到不同之处在于我在 macOS 上使用 clang 而在 Linux 上使用 gcc 但这并没有向我解释问题。

我想知道：

为什么会存在这种差异？
我可以通过调整 compiler/linker 标志在 macOS 上获得 Linux 行为吗？

示例已发布到 Github：Linking a dynamic library that links in symbols from a static library (macOS vs Linux)。

这些是我在 Github 上的示例中的关键文件：

CMakeLists.txt

cmake_minimum_required(VERSION 3.14)
project(untitled1 C)

add_compile_options("-fPIC")

set(CMAKE_C_STANDARD 99)

add_library(static_lib static_lib.c)
add_library(dynamic_lib SHARED dynamic_lib.c)

# THE ISSUE IS HERE:
# This target_link_libraries is intentionally commented out.
# on macOS the build process fails when linking dynamic_lib
# on Linux the build process fails when linking the
# 'untitled1' program.
#target_link_libraries(dynamic_lib static_lib)

add_executable(untitled1 main.c)
target_link_libraries(untitled1 dynamic_lib)

dynamic_lib.c

#include "dynamic_lib.h"

#include "static_lib.h"

void dynamic_lib_func() {
  static_lib_func();
}

static_lib.c

#include "static_lib.h"
void static_lib_func() {}

macOS 输出

[ 25%] Building C object CMakeFiles/dynamic_lib.dir/dynamic_lib.c.o
/Library/Developer/CommandLineTools/usr/bin/cc -Ddynamic_lib_EXPORTS  -g -isysroot /Library/Developer/CommandLineTools/SDKs/MacOSX10.14.sdk -fPIC   -fPIC -std=gnu99 -o CMakeFiles/dynamic_lib.dir/dynamic_lib.c.o   -c /Users/stanislaw/workspace/code/Examples/untitled1/dynamic_lib.c
[ 50%] Linking C shared library libdynamic_lib.dylib
/Applications/CLion.app/Contents/bin/cmake/mac/bin/cmake -E cmake_link_script CMakeFiles/dynamic_lib.dir/link.txt --verbose=1
/Library/Developer/CommandLineTools/usr/bin/cc -g -isysroot /Library/Developer/CommandLineTools/SDKs/MacOSX10.14.sdk -dynamiclib -Wl,-headerpad_max_install_names  -o libdynamic_lib.dylib -install_name @rpath/libdynamic_lib.dylib CMakeFiles/dynamic_lib.dir/dynamic_lib.c.o 
Undefined symbols for architecture x86_64:
  "_static_lib_func", referenced from:
      _dynamic_lib_func in dynamic_lib.c.o
ld: symbol(s) not found for architecture x86_64
clang: error: linker command failed with exit code 1 (use -v to see invocation)

Linux输出

[ 16%] Linking C shared library libdynamic_lib.so
[ 33%] Built target dynamic_lib
Scanning dependencies of target untitled1
[ 50%] Linking C executable untitled1
libdynamic_lib.so: undefined reference to `static_lib_func'
collect2: error: ld returned 1 exit status

Answer 1

我设法找到了相关问题的解决方案，我在将同一项目从 Linux 移植到 macOS 时也遇到了这个问题：.

事实证明，这种"forward declaration"的库符号在macOS上是可行的：

添加-undefined dynamic_lookup标志使macOS可以通过原来的错误。

将此添加到我的示例的 CMakeLists.txt 文件中可解决问题：

target_link_options(dynamic_lib PRIVATE -undefined dynamic_lookup)

链接从静态库链接符号的动态库：macOS vs Linux

Linking a dynamic library that links in symbols from a static library: macOS vs Linux

c

linux

macos

linker-errors