C++ 中 extern“C”含義

常在cpp的代碼之中看到這樣的代碼:

以下是引用片段:
  #ifdef __cplusplus
  extern "C" {
  #endif
  //一段代碼
  #ifdef __cplusplus
  }
  #endif

  這樣的代碼到底是什麼意思呢?首先,__cplusplus是cpp中的自定義宏,那麼定義了這個宏的話表示這是一段cpp的代碼,也就是說,上面的代碼的含義是:如果這是一段cpp的代碼,那麼加入extern "C"{和}處理其中的代碼。

  要明白為何使用extern "C",還得從cpp中對函數的重載處理開始說起。在c++中,為了支援重載機制,在編譯生成的彙編碼中,要對函數的名字進行一些處理,加入比如函數的返回類型等等.而在C中,只是簡單的函數名字而已,不會加入其他的信息.也就是說:C++和C對產生的函數名字的處理是不一樣的.

  比如下面的一段簡單的函數,我們看看加入和不加入extern "C"產生的彙編代碼都有哪些變化:

以下是引用片段:
  int f(void)
  {
  return 1;
  }

  在加入extern "C"的時候產生的彙編代碼是:

以下是引用片段:
  .file "test.cxx"
  .text
  .align 2
  .globl _f
  .def _f; .scl 2; .type 32; .endef
  _f:
  pushl %ebp
  movl %esp, %ebp
  movl $1, %eax
  popl %ebp
  ret

  但是不加入了extern "C"之後

以下是引用片段:
  .file "test.cxx"
  .text
  .align 2
  .globl __Z1fv
  .def __Z1fv; .scl 2; .type 32; .endef
  __Z1fv:
  pushl %ebp
  movl %esp, %ebp
  movl $1, %eax
  popl %ebp
  ret

  兩段彙編代碼同樣都是使用gcc -S命令產生的,所有的地方都是一樣的,唯獨是產生的函數名,一個是_f,一個是__Z1fv。

  明白了加入與不加入extern "C"之後對函數名稱產生的影響,我們繼續我們的討論:為什麼需要使用extern "C"呢?C++之父在設計C++之時,考慮到當時已經存在了大量的C代碼,為了支援原來的C代碼和已經寫好C庫,需要在C++中盡可能的支援C,而 extern "C"就是其中的一個策略。

  試想這樣的情況:一個庫文件已經用C寫好了而且運行得很良好,這個時候我們需要使用這個庫文件,但是我們需要使用C++來寫這個新的代碼。如果這個代碼使用的是C++的方式鏈結這個C庫文件的話,那麼就會出現鏈結錯誤.我們來看一段代碼:首先,我們使用C的處理方式來寫一個函數,也就是說假設這個函數當時是用C寫成的:

以下是引用片段:
  //f1.c
  extern "C"
  {
  void f1()
  {
  return;
  }
  }

  編譯命令是:gcc -c f1.c -o f1.o 產生了一個叫f1.o的庫文件。再寫一段代碼調用這個f1函數:

以下是引用片段:
  // test.cxx
  //這個extern表示f1函數在別的地方定義,這樣可以通過
  //編譯,但是鏈結的時候還是需要
  //鏈結上原來的庫文件.
  extern void f1();
  int main()
  {
  f1();
  return 0;
  }

  通過gcc -c test.cxx -o test.o 產生一個叫test.o的文件。然後,我們使用gcc test.o f1.o來鏈結兩個文件,可是出錯了,錯誤的提示是:

以下是引用片段:
  test.o(.text + 0x1f):test.cxx: undefine reference to 'f1()'

  也就是說,在編譯test.cxx的時候編譯器是使用C++的方式來處理f1()函數的,但是實際上鏈結的庫文件卻是用C的方式來處理函數的,所以就會出現鏈結過不去的錯誤:因為鏈結器找不到函數。

  因此,為了在C++代碼中調用用C寫成的庫文件,就需要用extern "C"來告訴編譯器:這是一個用C寫成的庫文件,請用C的方式來鏈結它們。

  比如,現在我們有了一個C庫文件,它的頭文件是f.h,產生的lib文件是f.lib,那麼我們如果要在C++中使用這個庫文件,我們需要這樣寫:

以下是引用片段:
  extern "C"
  {
  #include "f.h"
  }

  回到上面的問題,如果要改正鏈結錯誤,我們需要這樣子改寫test.cxx:

以下是引用片段:
  extern "C"
  {
  extern void f1();
  }
  int main()
  {
  f1();
  return 0;
  }

  重新編譯並且鏈結就可以過去了.

  總結

  C和C++對函數的處理方式是不同的.extern "C"是使C++能夠調用C寫作的庫文件的一個手段,如果要對編譯器提示使用C的方式來處理函數的話,那麼就要使用extern "C"來說明。

0 comments:

Blogger Templates by Blog Forum