【C++】extern "C"详解

先说结论 :  extern "C"只影响到链接期的name mangling

什么是name mangling?

　　　　请看 :  C++函数重载的实现机制之name mangling - 知乎 (zhihu.com)

举个例子 :

// external.h
#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif

void external();

#ifdef __cplusplus
}
#endif

// external.cc
#include "external.h"

template <typename T> // 这明显是C++特性, gcc是无法编译的
void external()
{
    T a;
}

// main.c
#include "external.h"

int main()
{
    external();
}

在这里 : main函数里面调用了c++函数external(), 如果这个函数没被 extern "C"包裹, 会出现"undefined reference to"的错误.

这是因为g++、clang++都优先判断后缀名 ( 除非自己改option ), 就会对external.cc文件进行C++方式编译 : 

　　由于c++重载机制的存在, 编译器只能在你命名之后 再悄悄重新给函数做个标记, 这个标记名也是有规则的, 比如g++, [ _Z + 函数名长度 + v / i ...标记符 ] .

　　external()函数被compiler赋予一个"符号", 如果是gcc, 这个符号就是external;

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　   如果是g++, 这个符号是 _Z8externalv 或者_Z8externali;

　　　　　　　　　　　　　　　　　　          而clang++更夸张, 变成了"?external@@YAHXZ"或者"?external@@YAHH@Z"这种怪物.

然后把obj文件中定义和引用的global variable和function存到一张"符号表"中方便链接器的工作.

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             名字             |               类型                |          是否可被外部引用            |             区域

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      _Z8externalv     |           定义, 引用            |                       可                       |           代码段

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      _Z8externali      |           定义, 引用            |                       可                       |           代码段

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　　　　main            |               定义                 |                                                  |

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　　链接器说"我开始找了 ! ", 然后给main函数找external(), 发现没有啊, 它干不了了, "undefined reference to external".

　　如果你把它用 extern "C" 声明,  链接器才能找到c版本的external(), 加上依赖库/模块 全打包起来.    拿gnu来说吧, c程序会打包libgcc.a静态库,c++程序则会打包很多libstdc++.a的东西和一些各式各样的依赖, 这也是一般c++程序大小都要pure c大的原因, 在MCU上这种差距尤为明显.

 

所以, 你extern "C"包裹函数的声明, 并不会改变函数体内语句的实际编译方式, 因为它的定义仍在.cc文件里, g++仍会优先将它以c++的方式编译. 但是这个函数的声明会以c的方式编译,c程序的也能通过链接器找到.