gcc schließt math.h nicht richtig ein

Hier ist ein Minimalbeispiel, das mein Problem skizziert

test.c:

#include <stdio.h>
#include <math.h>

main ()
{
   fmod ( 3, 2 );
}

Und hier ist der Befehl, den ich zum Kompilieren ausgebe test.c

gcc -lm test.c -o test

Und hier ist die Ausgabe, die ich bekomme, wenn ich den obigen Befehl ausführe

/tmp/ccQmRk99.o: In function `main':
test.c:(.text+0x3e): undefined reference to `fmod'
collect2: ld returned 1 exit status

Ich bekomme die gleiche Ausgabe, wenn ich stattdessen verwende cc. Ich verwende die folgende Version von gcc

gcc-4.6.real (Ubuntu/Linaro 4.6.1-9ubuntu3) 4.6.1

Irgendwelche Ideen, warum mein Programm nicht kompiliert wird?

Das Problem kommt vom Linker, ld, anstatt gcc (daher die Meldung zum Exit-Status). Im Allgemeinen verlangt ld, dass Objekte und Bibliotheken in der Bestellung angegeben werden user supplierwo user ist ein Objekt, das eine Bibliotheksfunktion verwendet und supplier ist das Objekt, das es bereitstellt.

Wenn dein test.c zu einem Objekt kompiliert wird, gibt der Compiler an, dass fmod eine undefinierte Referenz ist

$ gcc -c test.c
$ nm test.o
                 U fmod
0000000000000000 T main

(nm listet alle Funktionen auf, auf die eine Objektdatei verweist)

Der Linker ändert die undefinierten Verweise in definierte und sucht nach den Verweisen, um festzustellen, ob sie in anderen Dateien bereitgestellt werden.

$ gcc -lm test.o
$ nm a.out
0000000000600e30 d _DYNAMIC
0000000000600fe8 d _GLOBAL_OFFSET_TABLE_
00000000004006a8 R _IO_stdin_used
                 w _Jv_RegisterClasses
0000000000600e10 d __CTOR_END__
...
0000000000601018 D __dso_handle
                 w __gmon_start__
...
                 U [email protected]@GLIBC_2.2.5
0000000000601020 A _edata
0000000000601030 A _end
0000000000400698 T _fini
0000000000400448 T _init
0000000000400490 T _start
00000000004004bc t call_gmon_start
0000000000601020 b completed.7382
0000000000601010 W data_start
0000000000601028 b dtor_idx.7384
                 U [email protected]@GLIBC_2.2.5
0000000000400550 t frame_dummy
0000000000400574 T main

Die meisten davon beziehen sich auf libc-Funktionen, die vor und nach main ausgeführt werden, um die Umgebung einzurichten. Sie können sehen, dass fmod jetzt auf glibc zeigt, wo es vom Shared-Library-System aufgelöst wird.

Mein System ist standardmäßig so eingerichtet, dass es gemeinsam genutzte Bibliotheken verwendet. Wenn ich stattdessen eine statische Verknüpfung erzwinge, erhalte ich die angezeigte Reihenfolgenabhängigkeit

$ gcc -static -lm test.o
test.o: In function `main':
test.c:(.text+0x40): undefined reference to `fmod'
collect2: ld returned 1 exit status

Putten -lm später im Linker-Befehl, nach test.o, ermöglicht eine erfolgreiche Verknüpfung. Die Überprüfung der Symbole fmod sollte nun in eine tatsächliche Adresse aufgelöst werden, und das ist sie auch

$ gcc -static test.o -lm
$ nm a.out | grep fmod
0000000000400480 T __fmod
0000000000402b80 T __ieee754_fmod
0000000000400480 W fmod

Aus der gcc(1)-Manpage: “Die Platzierung der Option -l ist signifikant.”

Speziell:

   -llibrary
   -l library
       Search the library named library when linking.  (The second alternative with the library as a
       separate argument is only for POSIX compliance and is not recommended.)

       It makes a difference where in the command you write this option; the linker searches and processes
       libraries and object files in the order they are specified.  Thus, foo.o -lz bar.o searches library z
       after file foo.o but before bar.o.  If bar.o refers to functions in z, those functions may not be
       loaded.

       The linker searches a standard list of directories for the library, which is actually a file named
       liblibrary.a.  The linker then uses this file as if it had been specified precisely by name.

       The directories searched include several standard system directories plus any that you specify with
       -L.

       Normally the files found this way are library files---archive files whose members are object files.
       The linker handles an archive file by scanning through it for members which define symbols that have
       so far been referenced but not defined.  But if the file that is found is an ordinary object file, it
       is linked in the usual fashion.  The only difference between using an -l option and specifying a file
       name is that -l surrounds library with lib and .a and searches several directories.