c和fortran混编(基于GNULinux)

c和fortran混编（基于GNU/Linux）2011-08-26 12:02:01| 分类：系统配置 | 标签： |字号大中小订阅/blog/static/41789395200972931110461/c和fortran混编（基于GNU/Linux） (转载于csdn，方便自己查阅)2009-08-29 15:11:10| 分类：默认分类|字号订阅转下来是自己用这个方法编译成功，推荐下。

注意如果gcc版本>=4.0，则将链接时则将-lfrtbegin -lg2c改为-lgfortran -lgfortranbegin。

其实这方面的资料网上很多，我只是总结一下说说自己的理解（因为昨天看到有个xd问到这个）。

先声明一下，我对fortran是一窍不通，只是看了看网上的程序推敲了下面几个的最简单的fortran源码。

网上说要分c为主程序和fortran为主程序两种情况讨论，其实我觉得不用，只要你了解生成可执行文件的机制。

这个机制就是：不论是单一语言模块之间的链接还是不同语言之间的混合链接，本质目的都是要链接器能找到定义于其他模块中的符号，如果全部找到，则链接成功，生成可执行的二进制文件。

下面的内容比较基础，看烦了就跳过。

比如简单的一个c程序：/* main.c */void FOO (); /* 其实按c语言的规定，调用程序之前不需声明，* c编译器会猜测函数的原型。

需要在调用之前* 定义或者声明那是c++的风格*/int main (){FOO ();return 0;}/* foo.c */#include <stdio.h>void FOO (){printf (“hello world\n”);}这两个文件都可以编译通过gcc -c main.cgcc -c foo.c这里gcc只用来编译并不链接，因为单独链接其中一个文件都是不完整的。

必须将两个目标文件（上面会生成main.o和foo.o）链接在一起。

gcc -osample main.o（gcc在编译时foo.o这里gcc 因为看到文件后缀名为.o所以直接进行链接而不再进行编译。

对文件的识别主要靠起后缀名。

如果是gcc -osample main.c foo.c那么因为后缀名为.c所以会先编译，又因为没有-c选项所以会再链接。

多说一点如果是gcc -osample main.c foo.o 那么只编译main.c文件，再将编译后的临时目标文件与foo.o链接。

gcc还会因为不同的后缀名采用不同的编译器进行编译具体参见man 或者info，因为他是compiler collection 嘛:）不好意思，绕了一大圈。

上面说到这两个文件都能独立编译（因为语法没错嘛），并且将编译出的目标文件放在一起链接就可以了。

这正是因为链接器（链接器其实是ld,gcc调用了它）在foo.o中找到了main.o中需要的foo的定义，并且在main.o中找到了main的定义。

这里还牵扯到一个问题，那就是c是很纯朴的语言，c的函数在文本文件中是什么名字，那么编译出来在目标文件（一般是.o文件）中相应的那个函数还是那个名字（不会像c++一样为了重载在函数名前后加一大堆区分符）。

比如用nm查看main.o和foo.onm main.oU FOO00000000 T mainU表示在main.o中符号foo是未定义的，需要从外部链接进来。

T表示该符号存在于这个目标文件对应的文本文件中，说白了就是有定义的符号。

nm foo.o00000000 T FOOU printf这样就可以看出，编译出的foo.o与原foo.c中的函数名都是FOO。

main.c 中调用了函数FOO，那么他编译出的这个函数的符号也还是FOO，这样对函数FOO的供与求才能对的上，链接器能找到对得上的符号才能链接成功。

有人说foo.o里还有一个未定义符号printf，这个到哪里去找？gcc总是会有很多默认链接的库和链接选项，这其中包括c 的标准库，而printf就在c标准库中。

加上-v选项就可以看出来，gcc在编译和链接时到底做了哪些事。

又多说一点，如果一个函数有定义或者被调用，那么编译后在目标文件中就会有其相应的符号，因为要告诉链接器有这个供给，或者有这个需求嘛。

如果一个函数仅仅有什么声明，那么是不会编译出它的符号的，因为它既不会给别人用，也不会用别人。

那么，说了这么多其实还是为了明确一点：要让链接器找到在一个文件中需要的符号定义，那么链接就能成功，就能生成可执行文件了。

这也是混编的关键！现在开始真真儿的了。

将主程序main.c换成fortran的c main.fprogram testexternal FOOcall FOO ()end还是原来的foo.c，也就是说由fortran调用c，仍旧是：gcc -c foo.cgcc -c main.f注意这里用的是gcc编译main.f（fortran程序），这是完全可以的。

前面说了gcc是compiler collection，它会根据文件后缀来判断是什么语言写成的，从而调用相应的编译器来编译。

.f的文件它自然会用g77或者f77之类的来编译。

与 g77 -c main.f完全一样。

为了链接成功，先来看看foo.o 和main.o中都有什么符号nm main.oU foo_00000000 T MAIN__U s_stopnm foo.o00000000 T FOOU printf可以看出，main.o里需要用到符号名为foo_但foo.o里提供的是FOO——不匹配。

一个办法就是依据上面说的c的纯朴性——写的什么名儿，编译出就是什么名儿，从而直接改变foo.c中的函数名，改为void foo_ ()即可。

这样链接时，main.o需要的foo_符号就能在foo.o中找到。

但是把c的函数名改成这个样子，感觉总是别扭。

应该看到是什么（.c中看到foo_）就用什么（而.f中用的是FOO）这样才人性化。

再说如果 fortran需要用到一个c库，这个库里的函数不一定都是小写并且最后还带下划线。

就像c++要用c库，也需要在声明这个库中的函数时使用extern “C”，使c++编译器在编译这个函数时生成的符号名是C风格而不是C++风格。

所以我们也需要类似c++的做法改变fortran程序编译出来的符号名。

我不知道fortran是否有extern “C”之类的东东。

但是编译fortran程序是有选项可选的。

比如：gcc -fno-underscoring -fcase-preserve -c main.f这里加了两个选项，顾名思义前者用来去掉下划线，后者用来保持大小写。

这下再nm main.oU FOO00000000 T MAIN__U s_stop这样就解决了c函数被fortran调用的问题了。

但是因为main.o中还有一个未定义符号s_stop，而gcc默认只链接和c相关的库，所以这时使用gcc -osample main.o foo.o会报错，大概就是说s_stop未定义(unreferenced 或者 undefined)。

一个简单的解决办法——使用g77链接main.o和foo.o。

就好像gcc默认会链接c库一样，g77默认会链接 fortran的一些基本的，标准的库；另一个办法就是查明g77会链接哪些基本的，标准的fortran库，这也很简单在编译链接fortran程序时加上-v选项。

我看到的g77的比gcc 多了这几个选项 -lfrtbegin -lg2c -lm，那么就是说g77链接了libfrtbegin,libg2c,libm，最后一个是数学库，前两个应该就是g77专用的了。

所以gcc -lfrtbegin -lg2c -osample main.o foo.o（同样g++使用了-lstdc++，也就是libstdc++。

这也就是为什么时常有人问gcc 会出错的问题了，如果用到了c++库中的函数，那么当然要使用gcc -lstdc++ 才行了）如果我们保持main.c不变，而将foo.c变为foo.f。

也就是c 调用fortranc foo.fSUBROUTINE FOO()print *,"hello world"END编译foo.f和main.cgcc -fno-underscoring -fcase-preserve -c foo.fgcc -c main.c链接gcc -lfrtbegin -lg2c（其实，当fortran不为主程序时，可以不用链接libfrtbegin，main.o foo.o -osample成了。

起码这个小程序不用）这里讨论了混编的基本原理，就是让链接器找到符号所在。

从这点出发，一些混编问题都应该有了解决的思路。

至于代参数的函数我没有涉及到，但我想都得从这个基本出发吧。

还有些程序会使用动态链接库.so，那么应该使用nm的-D选项查看这些动态符号。

（objdum的功能比nm更强大）有很多东西很基础我还罗嗦了很久，让大家见笑了:)还有一件事，那就是我这里链接采用了gcc -l的方式，更基本的是ld的方式，只要你知道链接哪些库，链接的顺序如何即可。

但是为了简单安全方便，还是建议直接用相应的编译器完成链接工作（比如 fortran就用g77），因为它们的链接顺序已经理好了（并且它们除了链接自己的库还链接c库，而gcc只链接c库，所以用它们不用担心链不到c库，而用gcc 会担心链不到专有的库）。

像上面的例子最后的链接的使用g77最好，因为我的例子很简单，而你的有可能很复杂。

还想起来一件事，关于网上使用的例子有__stdcall的，那都是关于win api的。