具有 C 接口的 Fortran 函数在尝试相互调用时会导致未定义的引用，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。

在这段代码中有两个函数，CALC 和 CALC2。这些函数需要从c++中调用，并且相互调用。

CALC 的示意图：

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，一切都可以正确编译，但是在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；因此指出我原来的（未经测试的）解决方案不太正确。]

绑定标签（bind(c) 的 name= 部分）是 C 处理器的标识符，因此它特别区分大小写并且在最终符号中不会有 gfortran 样式的装饰）。但是，如果没有可用的接口，gfortran 将在 CALC2 中创建对小写符号 calc_ 的引用（如链接器输出中所给出）。

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

创建显式接口的一种简单方法是使用模块：将子例程放在一个文件中，module calcs/end module calcs 在顶部/底部。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，有接口是好的，因为它可以进行大量检查。

或者，将绑定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。

Answer 2

从 Fortran 调用函数时，必须为函数提供显式接口。你正在互相调用它们（在 Fortran 中）。将它们放在模块中或使用接口块。