从 C++ 拦截 Fortran STOP

我准备了一个与旧版 Fortran 库的 C++ 接口。

遗留库中的一些子例程遵循丑陋但可用的状态代码约定来报告错误，并且我使用此类状态代码从我的 C++ 代码中抛出可读的异常：它工作得很好。

另一方面，有时遗留库会调用STOP（终止程序）。即使病情可以恢复，它也经常这样做。

我想capture this STOP从 C++ 内部，到目前为止我还没有成功。

下面的代码很简单，但准确地代表了当前的问题：

Fortran 遗留库fmodule.f90:

module fmodule
  use iso_c_binding
  contains
    subroutine fsub(x) bind(c, name="fsub")
      real(c_double) x
      if(x>=5) then 
         stop 'x >=5 : this kills the program'
      else
         print*, x
      end if
    end subroutine fsub    
end module fmodule

C++ 接口main.cpp:

#include<iostream>

// prototype for the external Fortran subroutine
extern "C" {
  void fsub(double& x);  
}

int main() {  
  double x;
  while(std::cin >> x) {
    fsub(x);
  }
  return 0;
}

编译行（GCC 4.8.1 / OS X 10.7.4；$表示命令提示符）：

$ gfortran -o libfmodule.so fmodule.f90 -shared  -fPIC -Wall
$ g++ main.cpp -L. -lfmodule -std=c++11

The run:

$ ./a.out 
1
   1.0000000000000000     
2
   2.0000000000000000     
3
   3.0000000000000000     
4
   4.0000000000000000     
5
STOP x >=5 : this kills the program

我怎样才能捕捉到STOP比如说，请求另一个号码。请注意，我不想碰 Fortran 代码.

我尝试过的：

• std::atexit：一旦我进入它就无法从中“回来”
• std::signal: STOP似乎没有发出我可以捕获的信号

您可以通过拦截对以下内容的调用来解决您的问题exit来自 Fortran 运行时的函数。见下文。a.out是用您的代码和您提供的编译行创建的。

步骤 1. 找出调用了哪个函数。火起来gdb

$ gdb ./a.out
GNU gdb (GDB) Red Hat Enterprise Linux (7.2-60.el6_4.1)
[...]
(gdb) break fsub
Breakpoint 1 at 0x400888
(gdb) run
Starting program: a.out 
5

Breakpoint 1, 0x00007ffff7dfc7e4 in fsub () from ./libfmodule.so
(gdb) step
Single stepping until exit from function fsub,
which has no line number information.
stop_string (string=0x7ffff7dfc8d8 "x >=5 : this kills the programfmodule.f90", len=30) at /usr/local/src/gcc-4.7.2/libgfortran/runtime/stop.c:67

So stop_string叫做。我们需要知道这个函数对应哪个符号。

步骤 2. 找到该名称的确切名称stop_string功能。它必须位于共享库之一中。

$ ldd ./a.out 
    linux-vdso.so.1 =>  (0x00007fff54095000)
    libfmodule.so => ./libfmodule.so (0x00007fa31ab7d000)
    libstdc++.so.6 => /usr/local/gcc/4.7.2/lib64/libstdc++.so.6 (0x00007fa31a875000)
    libm.so.6 => /lib64/libm.so.6 (0x0000003da4000000)
    libgcc_s.so.1 => /usr/local/gcc/4.7.2/lib64/libgcc_s.so.1 (0x00007fa31a643000)
    libc.so.6 => /lib64/libc.so.6 (0x0000003da3c00000)
    libgfortran.so.3 => /usr/local/gcc/4.7.2/lib64/libgfortran.so.3 (0x00007fa31a32f000)
    libquadmath.so.0 => /usr/local/gcc/4.7.2/lib64/libquadmath.so.0 (0x00007fa31a0fa000)
    /lib64/ld-linux-x86-64.so.2 (0x0000003da3800000)

我在 fortran 运行时中找到了它（毫不奇怪）。

$ readelf -s /usr/local/gcc/4.7.2/lib64/libgfortran.so.3|grep stop_string
  1121: 000000000001b320    63 FUNC    GLOBAL DEFAULT   11 _gfortran_stop_string@@GFORTRAN_1.0
  2417: 000000000001b320    63 FUNC    GLOBAL DEFAULT   11 _gfortran_stop_string

步骤 3. 编写一个函数来替换该函数

我在源代码中寻找函数的精确签名（/usr/local/src/gcc-4.7.2/libgfortran/runtime/stop.c see gdb会议）

$ cat my_exit.c 
#define _GNU_SOURCE
#include <stdio.h>

void _gfortran_stop_string (const char *string, int len)
{
        printf("Let's keep on");
}

步骤 4. 编译导出该符号的共享对象。

gcc -Wall -fPIC -c -o my_exit.o my_exit.c
gcc -shared -fPIC -Wl,-soname -Wl,libmy_exit.so -o libmy_exit.so my_exit.o

步骤 5. 使用 LD_PRELOAD 运行程序，以便我们的新函数优先于运行时的函数

$ LD_PRELOAD=./libmy_exit.so ./a.out 
1
   1.0000000000000000     
2
   2.0000000000000000     
3
   3.0000000000000000     
4
   4.0000000000000000     
5
Let's keep on   5.0000000000000000     
6
Let's keep on   6.0000000000000000     
7
Let's keep on   7.0000000000000000   

就这样吧。