gcc编译出现 undefined reference to 的问题

今天去腾迅面试，虽然失败了，不过有些问题还是总结一下。
之前在用GCC编译Mysql的代码时发现一个奇怪的问题，后来调整了一下参数的顺序就好了，也没有想原因。
代码很简单：

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1. #include <mysql/my_global.h>
   
2. #include <mysql/mysql.h>
   
3. 
   
4. int main(int argc, char**argv)
   
5. {
   
6.     printf("MySQL client version: %s\n", mysql_get_client_info());
   
7. 
   
8.     exit(0);
   
9. }

对应的Makefile文件：

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1. TARGET=main
2. CFLAGS=-Wall $(shell mysql_config --cflags --libs)
3. HEADER=$(mysql_config --cflags)
4. CC=gcc
5. Object=progname.c
6. 
   
7. main:$(Object)
8. $(CC) $(CFLAGS) -o $(TARGET) $(Object)
9. clean:
10. rm -f $(TARGET)

关键是这句：$(CC) $(CFLAGS) -o $(TARGET) $(Object)，CFLAGS 放到了Object 的前面，结果编译的时候出现：
gcc -Wall -I/usr/include/mysql -DBIG_JOINS=1  -fno-strict-aliasing  -g -L/usr/lib/x86_64-linux-gnu -lmysqlclient -lpthread -lz -lm -lrt -ldl -o main progname.c
/tmp/ccSTALlC.o: In function `main':
/home/ufisher/Documents/tmp/mysql/progname.c:6: undefined reference to `mysql_get_client_info'
collect2: ld returned 1 exit status
make: *** [main] Error 1

如果把这句改成 $(CC)  -o $(TARGET) $(Object) $(CFLAGS)， 结果就对了：
gcc  -o main progname.c -Wall -I/usr/include/mysql -DBIG_JOINS=1  -fno-strict-aliasing  -g -L/usr/lib/x86_64-linux-gnu -lmysqlclient -lpthread -lz -lm -lrt -ldl

后来看了这个链接才发现问题：http://hi.baidu.com/whiteprincer/item/d5c4e8e339d134d5eb34c9f0

先看一下标准的示例吧

这个链接里面已经说得很清楚了，就拿一个比较容易的例子说明：
main.c

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1. #include <stdio.h>
   
2. #include "test.h"
   
3. 
   
4. int main(){
   
5.     test();
   
6.     return 0;
   
7. }

test.c

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1. #include "test.h"
   
2. #include "func.h"
   
3. 
   
4. void test()
   
5. {
   
6.     func();
   
7. }

func.c

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1. #include "func.h"
2.  
   
3. void func()
   
4. {
   
5. }

这里面的调用关系为：main()->test()->func()
将test.c func.c 两个文件编译成静态库：
Makefile

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1. TARGET=main
2. 
   
3. main:test.a func.a main.o
4. gcc main.o -o $(TARGET)func.a test.a
5. func.a:func.o
6. ar -rc func.a func.o
7. test.a:test.o
8. ar -rc test.a test.o
9. main.o:main.c
10. gcc -c main.c
11. test.o:test.c
12. gcc -c test.c
13. func.o:func.c
14. gcc -c func.c
15. clean:
16. rm -f $(TARGET) *.o *.a

注意第四句的静态库的顺序，这样执行Make的时候同样会出现 undefined reference to 问题

什么是编译，链接

参看这个说明http://www.cprogramming.com/compilingandlinking.html
简单翻译一下，编译就是把Ｃ／Ｃ＋＋的高级语言翻译成机器语言指令，编译过程是对独立的文件，并不检查函数的定义放在什么地方，也不会生成可以执行的文件，通常是生成.o(.obj)这样的文件。
而链接则要根据.o文件生成可执行的程序或库。函数未定义这样的错误都是在链接过程中产生的。编译过程如果找不到一个函数的定义，它会认为这个函数的定义放在其它文件，而链接则一定要找到第个函数的定义。
这样多个库文件在链接时就有了依赖性的问题。

再看上面的问题，由于是从.o文件生成了静态库，最后两个静态库的顺序是func.a  test.a, 当链接func.a时找到func函数，它并不依赖于其它的库，但链接到test.a时找到test函数，它依赖于func，结果出现了，
从这里可以判断Gcc的链接顺序是 被依赖的库放在其它库的后面，比如test依赖func，则func.a应该放到test.a的后面。
因此把上面Makefile中的第4行改成 gcc main.o -o $(TARGET) test.afunc.a 就没有问题了。

再来看 Mysql那个示例的问题，展开的的编译命令是这样的：
gcc  -o main progname.c -Wall -I/usr/include/mysql -DBIG_JOINS=1  -fno-strict-aliasing  -g -L/usr/lib/x86_64-linux-gnu -lmysqlclient -lpthread -lz -lm -lrt -ldl
在链接的时候 progname里面用到了动态库的函数，所以引入动态库的参数应该放在后面，反之如果放在前面，progname中的mysql_get_client_info() 就会找不到定义。

当然上面说的顺序问题都是存在于库中，包括动态库和静态库，如果把所有文件都编译成.o文件，然后直接链接成最终的程序，也不会有问题。
但对于Mysql这样的示例，有时候就需要外部的库，因此还是需要了解gcc编译的默认规则。