c++ - 具有 C 接口(interface)的 Fortran 函数在尝试相互调用时会导致 undefined reference ，为什么？

Question

我有一个旧的 Fortran 代码，出于各种原因，我正在修改它以提供使用 C++ 的功能。

在此代码中有两个函数，CALC 和 CALC2。这些函数需要从 C++ 中调用，并且它们相互调用。

CALC 的草图:

SUBROUTINE CALC(W,NW,DW,IDMX,JUMP,POINT) bind(C, name="CALC")
    use iso_c_binding
C   Some statements
    IF (LO(36)) CALL CALC2(W,NW,DW,IDMX, .TRUE., 14)
C   More statements
END

CALC2 的草图:

SUBROUTINE CALC2(W,NW,DW,IDMX,JUMP,POINT) bind(C, name="CALC2")
    use iso_c_binding
C   Some statements
    IF (LO(222)) CALL CALC(W,NW,DW,IDMX, .TRUE., 2)
C   More statements
END

我当前的 main.cpp:

extern "C" {
void CALC(double *w, double *nw, double *dw, int *idmx, int* jump, int* point);
void CALC2(double *w, double *nw, double *dw, int *idmx, int* jump, int* point);
}

int main()
{
    int length = 600000;
    int jump = 0;
    int point = 0;
    double *w = new double[length];
    CALC( w, w, w, &length, &jump, &point);
    CALC2( w, w, w, &length, &jump, &point);
    return 0;
}

运行我的 make 文件一切都正确编译，但是到了链接阶段我得到了这个:

g++ (big list of .o files) -lgfortran -o ecis
b1_calc.o: In function `CALC':
b1_calc.f:(.text+0x16b): undefined reference to `calc2_'
bq_calc.o: In function `CALC2':
bq_calc.f:(.text+0x1e52): undefined reference to `calc_'
bq_calc.f:(.text+0x1ec0): undefined reference to `calc_'
collect2: error: ld returned 1 exit status
make: *** [ecis] Error 1

为什么会这样，我该如何解决？

Answer 1

[编辑，感谢 Vladimir F 和 eriktous 指出标准需要接口(interface)；并因此指出我原来的(未经测试的)解决方案不太正确。]

绑定(bind)标签(bind(c) 的 name= 部分)是 C 处理器的标识符，因此它区分大小写并且不会在最后的符号中有 gfortran 风格的装饰)。但是，如果没有可用的接口(interface)，gfortran 将在 CALC2 中创建对小写符号 calc_ 的引用(在链接器输出中给出)。

所以，你需要让 gfortran/linker 知道正确的符号。您可以通过提供一个接口(interface)来做到这一点。另外，请注意，当使用 bind(c) 时，标准需要一个显式接口(interface) - 但即使不符合标准，您也可以让它“工作”。

创建显式接口(interface)的一种简单方法是使用模块:将子例程放在一个文件中，顶部/底部带有 module calcs/end module calcs。或者:

subroutine calc(...)
  ...
  interface
    subroutine calc2(...) bind(c, name='CALC2')
      ...
    end subroutine
  end interface
  call CALC2(...)
end subroutine

此外，无论如何，拥有接口(interface)是件好事，因为它可以进行大量检查。

或者，将绑定(bind)标签更改为小写并附加下划线。这可能很有效，但超出了标准和特定于实现的范围。将函数放在单独的文件中会阻碍编译器检测到错误的机会。