链接多个 C 源文件

Question

我在 gentoo linux 上安装了 GCC 4.4.5。我可以使用 gcc main.c -o main 编译和链接此类程序，不会出现任何错误，并且命令 ./main 正确返回结果。

[main.c] 
#include <math.h>
#include <stdio.h>
int main(void)
{
    double c = ceil(2.5);
    printf("The ceil of 2.5 is %f\n", c);
    return 0;
}

但是当我将 ceil 的调用放入另一个源文件中时，就会出现问题。

[calc.h]
#ifndef _CALC_H_
#define _CALC_H_
double myceil(double n);
#endif

[calc.c]
#include <math.h>
#include "calc.h"
double myceil(double n)
{
    return ceil(n);
}

[main1.c]
#include <stdio.h>
#include "calc.h"
int main(void)
{
    double c = myceil(2.5);
    printf("The ceil of 2.5 is %f\n", c);
    return 0;
}

使用命令gcc calc.c main1.c -o main1，会发生这样的错误：

/tmp/cc6GhJvZ.o: In function `myceil':
calc.c:(.text+0x19): undefined reference to `ceil'
collect2: ld returned 1 exit status

那么为什么在后一种情况下会发生恼人的错误“未定义的引用”呢？我知道可以通过添加库 -lm 来消除该错误，但是，我只想知道为什么 gcc 在后一种情况下会抛出错误。

Answer 1

我的猜测是，GCC 将 ceil(2.5) 优化为常量，而 ceil(n) 不是常量，因为编译时 n 未知calc.c，它需要引用该函数。您可以通过查看汇编输出 (gcc -S) 来确认这一点。

更新：这是 x86 上的 gcc 4.2.1 为我提供的与您的第一个示例类似的内容：

.LC1:
    .string "%f\n"
    // [snip]
main:
    // [snip]
    fldl    .LC0
    fstpl   4(%esp)
    movl    $.LC1, (%esp)
    call    printf
    // [snip]
.LC0:
    .long   0
    .long   1074266112

这里我们看到 printf 被使用 double 调用持续的。

现在，如果我执行与第二个示例类似的操作：

myceil:
    // [snip]
    fldl    -8(%ebp)
    fstpl   (%esp)
    call    ceil
    // [snip]

这里我们看到 ceil 被引用。

所以是的。我想说，您的调用正在优化为无需 -lm 即可工作的常量。

Answer 2

gcc 有一个内置函数列表ceil 就是其中之一。在我的 OSX 版本上，gcc 在这两种情况下都使用内置的 ceil ，因此不需要 -lm 。显然，您的 Gentoo 编译器的行为有所不同，并且在某些情况下仅使用内置的 ceil 。如果您尝试使用 -fno-builtin 进行编译，则两次编译都必须使用 -lm。

Answer 3

如果您首先将 main.c 编译为 main.o，将 calc.c 编译为 calc.o，然后链接它们，它会起作用吗？这通常是我所期望的（链接目标文件而不是尝试在单个命令行上编译多个 C 文件）。