# 1.使用g++编译ROS2节点 讲这一节的原因，是小鱼发现很多小伙伴在后期学习和使用ROS2时候，遇到各种依赖找不到的问题，不知如何解决。其实就是对C++依赖查找机制不熟悉，本节就是帮你打牢基础。 ## 1.动态链接库 ### 动态链接库介绍 > 引用文章： > > - [gcc/g++ 链接库的编译与链接_surgewong的博客-CSDN博客_g++ 使用动态库](https://blog.csdn.net/surgewong/article/details/39236707) 程序编译一般需要经预处理、编译、汇编和链接几个步骤。在实际应用中，有些公共代码需要反复使用，就把这些代码编译成为“库”文件。在链接步骤中，链接器将从库文件取得所需的代码，复制到生成的可执行文件中，这种库称为静态（链接）库，其特点是可执行文件中包含了库代码的一份完整拷贝，缺点是被多次使用就会多份冗余拷贝。还有一种库，就是程序在开始运行后调用库函数时才被载入，这种库独立于现有的程序，其本身不可执行，但包含着程序需要调用的一些函数，这种库称为动态（链接）库（Dynamic Link Library）。 ![img](1.使用g++编译ROS2节点/imgs/SouthEast.png) 在widows平台下，静态链接库是.lib文件，动态库文件是.dll文件。在linux平台下，静态链接库是.a文件，动态链接库是.so文件。 ### 2. 用g++编译ROS2的C++节点 ### 2.1 编写节点 编写一个ROS2的C++节点非常简单，只需三行代码即可完成。 打开终端，创建`chapt2/basic`目录，用VSCODE打开d2lros2目录。 ```shell mkdir -p d2lros2/chapt2/basic/ code d2lros2 ``` 接着在左侧chapt2上新建first_node.cpp，然后在first_node.cpp中输入下面的代码。 ```c++ // 包含rclcpp头文件，如果Vscode显示红色的波浪线也没关系 // 我们只是把VsCode当记事本而已，谁会在意记事本对代码的看法呢，不是吗？ #include "rclcpp/rclcpp.hpp" int main(int argc, char **argv) { // 调用rclcpp的初始化函数 rclcpp::init(argc, argv); // 调用rclcpp的循环运行我们创建的first_node节点 rclcpp::spin(std::make_shared("first_node")); return 0; } ``` ### 2.2 编译 接着我们使用g++来编译`first_node`节点。正常的话一定会报错。 ``` g++ first_ros2_node.cpp ``` 报错内容如下： ``` root@490925f19143:~/d2lros2/d2lros2/chapt2/basic# g++ first_ros2_node.cpp first_ros2_node.cpp:3:10: fatal error: rclcpp/rclcpp.hpp: No such file or directory 3 | #include "rclcpp/rclcpp.hpp" | ^~~~~~~~~~~~~~~~~~~ compilation terminated. ``` 一定要记住这个错误` No such file or directory`，这将是你接下来机器人学习工作生涯中最常见的错误之一。 接着小鱼来说说错误原因和解决方案。 **原因我们在代码里包含了"rclcpp/rclcpp.hpp"头文件，但是g++找不到这个头文件，解决方法就是告诉g++这个头文件的目录。** 首先我们要找到这个头文件在哪里，这个头文件是ROS2的客户端库，其地址肯定在ROS2的安装目录下，即`/opt/ros/humble/include/rclcpp`。 ``` cd /opt/ros/humble/include/rclcpp ls rclcpp/* | grep rclcpp.h ``` > ls指令列出命令 | grep rclcpp.h 是对列出的结果进行过滤，只显示包含`rclcpp.h`的行。 使用上面的指令，可以看到这个文件确实在这里。 ![image-20220603130600648](1.使用g++编译ROS2节点/imgs/image-20220603130600648.png) 接着我们可以用-I（大写i）来为g++指定这个目录，然后再次运行，你会发现依然报错 ``` g++ first_ros2_node.cpp -I /opt/ros/humble/include/rclcpp/ ``` 报错如下 ``` root@490925f19143:~/d2lros2/d2lros2/chapt2/basic# g++ first_ros2_node.cpp -I/opt/ros/humble/include/rclcpp/ In file included from /opt/ros/humble/include/rclcpp/rclcpp/executors/multi_threaded_executor.hpp:25, from /opt/ros/humble/include/rclcpp/rclcpp/executors.hpp:21, from /opt/ros/humble/include/rclcpp/rclcpp/rclcpp.hpp:155, from first_ros2_node.cpp:3: /opt/ros/humble/include/rclcpp/rclcpp/executor.hpp:30:10: fatal error: rcl/guard_condition.h: No such file or directory 30 | #include "rcl/guard_condition.h" | ^~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ compilation terminated. ``` 虽然错误有些不一样，但是核心的文件都是一样的，你应该都看到了`No such file or directory`这个问题，并且错误信息还提示你了，在`/opt/ros/humble/include/rclcpp/rclcpp/executors/multi_threaded_executor.hpp:25`这个位置，包含了`rcl/guard_condition.h`发现找不到这个头文件。 既然错误一样，那么解决方案也是相同的，`rcl/guard_condition.h`所在的路径是` /opt/ros/humble/include/rcl/ `我们再次指定后运行。 ``` g++ first_ros2_node.cpp -I /opt/ros/humble/include/rclcpp/ -I /opt/ros/humble/include/rcl/ ``` 你会发现还是相同错误，因为头文件的包含是类似于套娃形式的，一层层加下去，总有终点，直到小鱼最终这个样子 ```shell g++ first_ros2_node.cpp \ -I/opt/ros/humble/include/rclcpp/ \ -I /opt/ros/humble/include/rcl/ \ -I /opt/ros/humble/include/rcutils/ \ -I /opt/ros/humble/include/rmw \ -I /opt/ros/humble/include/rcl_yaml_param_parser/ \ -I /opt/ros/humble/include/rosidl_runtime_c \ -I /opt/ros/humble/include/rosidl_typesupport_interface \ -I /opt/ros/humble/include/rcpputils \ -I /opt/ros/humble/include/builtin_interfaces \ -I /opt/ros/humble/include/rosidl_runtime_cpp \ -I /opt/ros/humble/include/tracetools \ -I /opt/ros/humble/include/rcl_interfaces \ -I /opt/ros/humble/include/libstatistics_collector \ -I /opt/ros/humble/include/statistics_msgs ``` 运行完上面这段代码，你会发现报的错误变了。 ``` /usr/bin/ld: /tmp/ccoA8hho.o: in function `main': first_ros2_node.cpp:(.text+0x37): undefined reference to `rcutils_get_default_allocator' /usr/bin/ld: first_ros2_node.cpp:(.text+0x5c): undefined reference to `rclcpp::InitOptions::InitOptions(rcutils_allocator_s)' /usr/bin/ld: first_ros2_node.cpp:(.text+0x7d): undefined reference to `rclcpp::init(int, char const* const*, rclcpp::InitOptions const&, rclcpp::SignalHandlerOptions)' /usr/bin/ld: first_ros2_node.cpp:(.text+0x89): undefined reference to `rclcpp::InitOptions::~InitOptions()' /usr/bin/ld: first_ros2_node.cpp:(.text+0xb1): undefined reference to `rclcpp::spin(std::shared_ptr)' /usr/bin/ld: first_ros2_node.cpp:(.text+0xe9): undefined reference to `rclcpp::InitOptions::~InitOptions()' /usr/bin/ld: /tmp/ccoA8hho.o: in function `void __gnu_cxx::new_allocator::construct(rclcpp::Node*, char const (&) [11])': first_ros2_node.cpp:(.text._ZN9__gnu_cxx13new_allocatorIN6rclcpp4NodeEE9constructIS2_JRA11_KcEEEvPT_DpOT0_[_ZN9__gnu_cxx13new_allocatorIN6rclcpp4NodeEE9constructIS2_JRA11_KcEEEvPT_DpOT0_]+0x86): undefined reference to `rcutils_get_default_allocator' /usr/bin/ld: first_ros2_node.cpp:(.text._ZN9__gnu_cxx13new_allocatorIN6rclcpp4NodeEE9constructIS2_JRA11_KcEEEvPT_DpOT0_[_ZN9__gnu_cxx13new_allocatorIN6rclcpp4NodeEE9constructIS2_JRA11_KcEEEvPT_DpOT0_]+0xb7): undefined reference to `rclcpp::NodeOptions::NodeOptions(rcutils_allocator_s)' /usr/bin/ld: first_ros2_node.cpp:(.text._ZN9__gnu_cxx13new_allocatorIN6rclcpp4NodeEE9constructIS2_JRA11_KcEEEvPT_DpOT0_[_ZN9__gnu_cxx13new_allocatorIN6rclcpp4NodeEE9constructIS2_JRA11_KcEEEvPT_DpOT0_]+0xe7): undefined reference to `rclcpp::Node::Node(std::__cxx11::basic_string, std::allocator > const&, rclcpp::NodeOptions const&)' collect2: error: ld returned 1 exit status ``` **请记住上面错误中的`undefined reference to xxxxx`，这将是你接下来机器人学习工作生涯中另一个最常见的错误。** 原因在于g++找不到库文件，解决方法就是我们帮助它定位到库文件的位置，并通过-L参数指定库目录，-l（小写L）指定库的名字。 ROS2相关的库的地址都在`/opt/ros/humble/lib`下，你可以使用下面的指定看到rclcpp的动态链接库。 ``` ls /opt/ros/humble/lib | grep rclcpp ``` ![image-20220603131959194](1.使用g++编译ROS2节点/imgs/image-20220603131959194.png) **指定库目录和使用的库后的终极命令** ```shell g++ first_ros2_node.cpp \ -I/opt/ros/humble/include/rclcpp/ \ -I /opt/ros/humble/include/rcl/ \ -I /opt/ros/humble/include/rcutils/ \ -I /opt/ros/humble/include/rmw \ -I /opt/ros/humble/include/rcl_yaml_param_parser/ \ -I /opt/ros/humble/include/rosidl_runtime_c \ -I /opt/ros/humble/include/rosidl_typesupport_interface \ -I /opt/ros/humble/include/rcpputils \ -I /opt/ros/humble/include/builtin_interfaces \ -I /opt/ros/humble/include/rosidl_runtime_cpp \ -I /opt/ros/humble/include/tracetools \ -I /opt/ros/humble/include/rcl_interfaces \ -I /opt/ros/humble/include/libstatistics_collector \ -I /opt/ros/humble/include/statistics_msgs \ -L /opt/ros/humble/lib/ \ -lrclcpp -lrcutils ``` 运行后，你会发现没有任何报错了，但是在当前目录下多出了一个`a.out`，这个就是我们将上面的代码编译和链接完库之后得出的可执行文件。 > 如果你觉得a.out不好听，可以在g++指定后添加 `-o 名字` ，比如 `-o first_node` ### 3. 运行节点 执行代码 ``` ./a.out ``` 打开新的终端，使用`ros2 node list`查看正在运行的节点，是否有`first_node`。 ![image-20220603133814964](1.使用g++编译ROS2节点/imgs/image-20220603133814964.png)