树莓派使用libtorch构建C++程序的链接错误解决求助

问题背景 #

我正在树莓派上开发基于libtorch和OpenCV的C++程序，起初遇到了架构不匹配的链接问题：

• CMake输出显示libtorch依赖的libc10.so是x86-64架构，而树莓派是ARM架构，导致make链接阶段报错：

  /usr/lib/libc10.so: file not recognized: file format not recognized
  collect2: error: ld returned 1 exit status
  

• 验证文件架构后确认问题：

  # 不符合架构的x86-64版libc10.so
  /usr/lib/libc10.so: ELF 64-bit LSB pie executable, x86-64, version 1 (GNU/Linux), dynamically linked, BuildID[sha1]=f8019a46a003bc238af0fb3fb8331af8af69aa33, not stripped
  # 正确适配ARM的libtorch.so
  /usr/lib/libtorch.so.3.0.0: ELF 32-bit LSB shared object, ARM, EABI5 version 1 (SYSV), dynamically linked, BuildID[sha1]=2f8320292f01aab7c9e2e2577b3be2025689c0a7, stripped
  

于是我尝试在树莓派上从头编译PyTorch以生成ARM适配的libtorch，但编译数小时后卡在链接阶段，出现一系列原子操作函数未定义的错误：

/usr/bin/ld: /home/<myuser>/pytorch_install/pytorch/build/lib/libcaffe2.so: undefined reference to `__atomic_fetch_add_8'
/usr/bin/ld: /home/<myuser>/pytorch_install/pytorch/build/lib/libcaffe2.so: undefined reference to `__atomic_load_8'
/usr/bin/ld: /home/<myuser>/pytorch_install/pytorch/build/lib/libcaffe2.so: undefined reference to `__atomic_exchange_8'
/usr/bin/ld: /home/<myuser>/pytorch_install/pytorch/build/lib/libcaffe2.so: undefined reference to `__atomic_fetch_sub_8'
/usr/bin/ld: /home/<myuser>/pytorch_install/pytorch/build/lib/libcaffe2.so: undefined reference to `__atomic_compare_exchange_8'
collect2: error: ld returned 1 exit status

不过编译过程已经生成了ARM架构的libc10.so，替换后项目构建有进展但仍有格式问题，说明完成完整的libtorch编译能解决根本问题。

可行的解决方案 #

针对树莓派ARM架构下PyTorch编译时的原子操作链接错误，有几个经过验证的修复方向：

• 显式链接atomic库
  在编译PyTorch时，给链接器添加-latomic参数，直接解决原子函数的引用问题：

  # 方式1：在make时指定链接选项
  make ATOMIC_LINK_OPTS="-latomic"
  
  # 方式2：在cmake配置阶段就设置链接参数
  cmake .. -DCMAKE_EXE_LINKER_FLAGS="-latomic" -DCMAKE_SHARED_LINKER_FLAGS="-latomic"
  

• 跳过测试程序编译
  错误出现在测试用例的链接阶段，我们可以禁用测试编译，既加快编译速度又规避这个错误：

  cmake .. -DBUILD_TEST=OFF
  

• 升级系统gcc版本
  树莓派默认的低版本gcc对64位原子操作的支持有限，升级到gcc-8及以上版本后，再重新编译PyTorch，也能解决这类兼容性问题。

后续进展 #

我已经找到描述相同问题的社区issue，正在尝试上述解决方案，成功后会撰写完整的树莓派编译libtorch的教程。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者totok