gcc如何允许两个不同链接库中的目标文件相互依赖？

问题场景 #

• libA.a 中的函数A调用 libB.a 中的函数B
• libB.a 中的独立函数C依赖 libA.a 中的函数D
• 执行 gcc main.c libA.a libB.a 链接时，报错 undefined reference to D
• 执行 gcc main.c libB.a libA.a 链接时，报错 undefined reference to B

原因分析 #

GCC链接静态库时采用单向顺序扫描机制：链接器会按命令行中库的顺序依次处理，只在当前库中查找能匹配当前未解析符号的定义，扫描过的库不会被回头重新处理。

• 先链接libA.a时，会标记函数A依赖的B为未解析；接着扫描libB.a时，找到B的定义解决A的依赖，但此时libB.a中的函数C依赖的D未被解析，而libA.a已经扫描完成，链接器不会回溯查找D，因此报错。
• 反过来先链接libB.a时，函数C依赖的D被标记为未解析；扫描libA.a时找到D解决C的依赖，但函数A依赖的B此时已无法从已经扫过的libB.a中获取，因此报错。

解决方案 #

1. 重复链接循环依赖的库 #

将循环依赖的库在命令行中重复列出，让链接器二次扫描时补上缺失的符号：

gcc main.c libA.a libB.a libA.a
# 或
gcc main.c libB.a libA.a libB.a

2. 使用链接器分组选项 #

通过--start-group和--end-group包裹循环依赖的库，让链接器反复扫描组内的库，直到所有符号被解析：

gcc main.c -Wl,--start-group libA.a libB.a -Wl,--end-group

注：该选项会增加链接时间，仅在存在循环依赖时使用。

3. 合并静态库 #

用ar工具将两个循环依赖的静态库合并为一个，再进行链接：

# 合并库
ar cr libAB.a libA.a libB.a
# 链接合并后的库
gcc main.c libAB.a

内容的提问来源于stack exchange，提问作者DrownedSuccess