C/C++混合编程时extern "C"的使用

我们在遇到规模较大的项目时候，常常会有C\C++混用的情况，某些功能模块用C语言来实现，而另外一些则用C++。当模块之间相互提供接口供对方使用的时候，必然会看到extern "C"这个字样。那么，这篇文章就来探讨下extern "C"的作用以及使用方法。为了便于更直观的理解，全程都会使用例子的形式来描述。

1 extern "C"是啥

首先，extern "C"它是一个链接指示，一方面，在C++语言需要调用C语言写的函数的时候，该函数也必须要在C++中进行声明；另一方面，在C语言写的函数中需要调用C++实现的接口时也一样。
一个函数的声明，包括该函数的名称、返回类型以及形参列表等，并且必须与函数的定义完全匹配。我们知道，C++语言是支持函数重载的，例如下面两个函数，他们名称、返回类型相同，但形参列表不同：

int Func(int a) {
   
    //... }
int Func(double b) {
   
    //... }

同样的事情，在C中就不可以，编译器在编译的时候会报错。这是因为C++为了支持重载而使用了命名倾轧的方法，也就是说编译C++文件的时候，最终生成的函数签名不仅仅跟函数的名称有关，也跟函数的返回值和形参列表有关。例如，查看上述代码生成的.o文件，可以看到有如下两个函数签名，也就是说，命名相同的两个函数，一个实际的签名为_Z4Funci，另一个是_Z4Funcd。

Disassembly of section .text:

0000000000000000 <_Z4Funci>:
   0:   55                      push   %rbp
   1:   48 89 e5                mov    %rsp,%rbp
   4:   89 7d fc                mov    %edi,-0x4(%rbp)
   7:   5d                      pop    %rbp
   8:   c3                      retq

0000000000000009 <_Z4Funcd>:
   9:   55                      push   %rbp
   a:   48 89 e5                mov    %rsp,%rbp
   d:   f2 0f 11 45 f8          movsd  %xmm0,-0x8(%rbp)
  12:   5d                      pop    %rbp
  13:   c3                      retq

有了以上基本概念后，下面就来讲讲extern "C"的作用，以及如何在C/C++中相互调用函数。

2 C调C++函数

首先来看下C调C++函数的方法。假设我们当前有如下3个文件：CppSrcFile.cpp、Common.h、CSrcFile.c。这是一种很常见的实现方式，在.cpp文件中写函数的实现，以.h的形式对外提供接口，.c通过包含提供的.h文件来调用接口。

/* CppSrcFile.cpp */

int FuncInCppSrcFile(int a) {
   
   }

/* CommonApi.h */

int FuncInCppSrcFile(int a);

/* CSrcFile.c*/

#include "CommonApi.h"

void FuncInCSrcFile()
{
   
   
    int rstl = FuncInCppSrcFile(1);
}

int main()
{
   
   
    FuncInCSrcFile();
}

然而， 当我们编译上面两个源文件的时候，编译器就会报符号找不到的错误：

moocos-> gcc CppSrcFile.cpp CSrcFile.c
/tmp/ccfSWy70.o: In function `FuncInCSrcFile':
CSrcFile.c:(.text+0xe): undefined reference to `FuncInCppSrcFile'
collect2: error: ld returned 1 exit status

我们先后退一步，使用gcc -c命令，分别生成两个.o文件，然后再用objdump查看它们的函数签名以及符号表。可以看到，.c文件生成的.o文件，符号表中UND项以及调用的C++的函数接口命名依然为FuncInCppSrcFile，而.cpp生成的.o文件中对应的函数被命名为FuncInCppSrcFile。因此，链接器在链接的时候，找不到FuncInCppSrcFile这个符号。

moocos-> objdump -dtr CSrcFile.o

CSrcFile.o:     file format elf64-x86-64

SYMBOL TABLE