C言語からluaライブラリを呼び出したい

Question

目的

Ubuntu17.10,gcc6.3.0,lua5.3.4
でC言語からluaのスクリプトを呼び出す環境を作りたいと考えています。

しかし、コンパイル時点でエラーが出てしまいます。
何が間違っているのかご指摘下さい。
よろしくお願いします。

試したこと

①下記URLに従ってluaのソースコードをダウンロード、コンパイル
(インストール場所は~ディレクトリ)
http://www.lua.org/download.html

curl -R -O http://www.lua.org/ftp/lua-5.3.4.tar.gz
tar zxf lua-5.3.4.tar.gz
cd lua-5.3.4
make linux test

②ライブラリや*.hファイルが含まれる~lua-5.3.4/srcディレクトリにテストプログラム(test.cとhello.lua)を作成
２つのファイルは以下のサイトを使用しました。
http://www.hakkaku.net/articles/20081126-288

// file:test.c
#include <stdio.h>
#include "lua.h"

#include "lualib.h"
#include "lauxlib.h"

int main(int argc, char* argv)
{
    // Lua の言語エンジンを初期化
    lua_State *lua = luaL_newstate();
    // Luaのライブラリを使えるようにする
    luaL_openlibs(lua);
    // Luaのスクリプトを読み込む
    luaL_dofile(lua, "hello.lua");
    return 0;
}

-- hello.lua
print("Hello, World!")

③liblua.aとリンクしてコンパイル

gcc -o test.out test.c -L. -llua

問題

③のコンパイルでエラーが出ました。

./liblua.a(lobject.o): 関数 `numarith.isra.0' 内:
lobject.c:(.text+0x1d3): `fmod' に対する定義されていない参照です
lobject.c:(.text+0x201): `pow' に対する定義されていない参照です
lobject.c:(.text+0x215): `floor' に対する定義されていない参照です
./liblua.a(lvm.o): 関数 `luaV_tointeger' 内:
lvm.c:(.text+0x2b7): `floor' に対する定義されていない参照です
./liblua.a(lvm.o): 関数 `luaV_execute' 内:
lvm.c:(.text+0x1f0d): `floor' に対する定義されていない参照です
lvm.c:(.text+0x2027): `fmod' に対する定義されていない参照です
lvm.c:(.text+0x2684): `pow' に対する定義されていない参照です
./liblua.a(lmathlib.o): 関数 `math_log10' 内:
lmathlib.c:(.text+0x9f): `log10' に対する定義されていない参照です
./liblua.a(lmathlib.o): 関数 `math_pow' 内:
lmathlib.c:(.text+0x1b4): `pow' に対する定義されていない参照です
./liblua.a(lmathlib.o): 関数 `math_tanh' 内:
lmathlib.c:(.text+0x1df): `tanh' に対する定義されていない参照です
./liblua.a(lmathlib.o): 関数 `math_sinh' 内:
lmathlib.c:(.text+0x20f): `sinh' に対する定義されていない参照です
./liblua.a(lmathlib.o): 関数 `math_cosh' 内:
lmathlib.c:(.text+0x23f): `cosh' に対する定義されていない参照です
./liblua.a(lmathlib.o): 関数 `math_tan' 内:
lmathlib.c:(.text+0x26f): `tan' に対する定義されていない参照です
./liblua.a(lmathlib.o): 関数 `math_sqrt' 内:
lmathlib.c:(.text+0x2ce): `sqrt' に対する定義されていない参照です
./liblua.a(lmathlib.o): 関数 `math_sin' 内:
lmathlib.c:(.text+0x2ef): `sin' に対する定義されていない参照です
./liblua.a(lmathlib.o): 関数 `math_log' 内:
lmathlib.c:(.text+0x631): `log' に対する定義されていない参照です
lmathlib.c:(.text+0x645): `log' に対する定義されていない参照です
lmathlib.c:(.text+0x676): `log10' に対する定義されていない参照です
lmathlib.c:(.text+0x686): `log' に対する定義されていない参照です
lmathlib.c:(.text+0x696): `log2' に対する定義されていない参照です
./liblua.a(lmathlib.o): 関数 `math_exp' 内:
lmathlib.c:(.text+0x6ef): `exp' に対する定義されていない参照です
./liblua.a(lmathlib.o): 関数 `math_cos' 内:
lmathlib.c:(.text+0x71f): `cos' に対する定義されていない参照です
./liblua.a(lmathlib.o): 関数 `math_atan' 内:
lmathlib.c:(.text+0x77c): `atan2' に対する定義されていない参照です
./liblua.a(lmathlib.o): 関数 `math_asin' 内:
lmathlib.c:(.text+0x7af): `asin' に対する定義されていない参照です
./liblua.a(lmathlib.o): 関数 `math_acos' 内:
lmathlib.c:(.text+0x7df): `acos' に対する定義されていない参照です
./liblua.a(lmathlib.o): 関数 `math_ceil' 内:
lmathlib.c:(.text+0x890): `ceil' に対する定義されていない参照です
./liblua.a(lmathlib.o): 関数 `math_modf' 内:
lmathlib.c:(.text+0x8f3): `floor' に対する定義されていない参照です
lmathlib.c:(.text+0x971): `ceil' に対する定義されていない参照です
./liblua.a(lmathlib.o): 関数 `math_floor' 内:
lmathlib.c:(.text+0x9a0): `floor' に対する定義されていない参照です
./liblua.a(lmathlib.o): 関数 `math_fmod' 内:
lmathlib.c:(.text+0xb0f): `fmod' に対する定義されていない参照です
./liblua.a(loadlib.o): 関数 `lookforfunc' 内:
loadlib.c:(.text+0x534): `dlsym' に対する定義されていない参照です
loadlib.c:(.text+0x581): `dlerror' に対する定義されていない参照です
loadlib.c:(.text+0x5b6): `dlopen' に対する定義されていない参照です
loadlib.c:(.text+0x62f): `dlerror' に対する定義されていない参照です
./liblua.a(loadlib.o): 関数 `gctm' 内:
loadlib.c:(.text+0x7df): `dlclose' に対する定義されていない参照です
collect2: error: ld returned 1 exit status

###補足
過程①のluaのmakeにあたって、必要だったReadlineライブラリは以下のパッケージから取得しました。

gcc apt-get install liblua5.3-dev

Answer 1

Luaに関しては詳しくないのですが、最初に言えることとしては、LuaのモジュールがCのライブラリを必要としているようです。

これらの関数はmath.hとdlfcn.hというヘッダファイルにまとめられていますが、環境変数かオプションで指定しないと読み込んでくれません。

3番目のコンパイルコマンドを

gcc -o test.out test.c -L. -llua -lm -lld

と変えてみてください。
ある程度エラーが減る。もしくは、無くなるはずです。

Comments

[extremetriangle]

ご指摘頂いたコマンドを参考に
gcc -o test.out test.c -L. -llua -lm -ldl
と入力してみたら、正常にコンパイル&実行できました！
ありがとうございます！

参考までに、どこから問題をご判断されたのか伺ってもよろしいでしょうか？

[extremetriangle]

エラーメッセージからmath.hとdlfcn.hの読み込みが必要だと推測する必要があったのですね。
gccの静的ライブラリのリンクについて、まだまだ理解が浅いと実感しました。

[GrayWingAliance]

まず、-lldでなく、-ldlだったことにお詫びを。。。汗

エラー文の頭から
{ファイル名}:(.text+{アドレス}): `{関数名}' に対する定義されていない参照です

という文がいくつも並んでいると思います。
これらは、その関数がコンパイラに読み込まれていないために表示されるものです。

自分で書いたコードがほとんどない状態で、このエラーが表示される場合は、大抵ライブラリのロードが足りていない場合です。
linuxを使用している場合は、コマンドライン上で
man {関数名}
と入力するとマニュアルが出てきます。
それを読むとライブラリ読み込みが必要な場合は、SYNOPSISの欄に
Link with -l{ライブラリ名}
という形で、ライブラリ名が出てきます。

できない場合はネットで、man {関数名}と検索しても出てくると思います。

[extremetriangle]

>自分で書いたコードがほとんどない状態で、このエラーが表示される場合は、大抵ライブラリのロードが足りていない場合

確かに、これが分かっていれば原因の候補を絞ることができますね。
manコマンドのマニュアルが関数にも対応しているとは知りませんでした。

本当にありがとうございました。