Arm g++交叉编译器-isystem参数强制头文件C链接引发模板编译错误

问题场景 #

该问题类似OpenBSD下G默认将系统头文件按C链接处理的情况，但发生在Arm g交叉编译器环境中：通过-isystem指定包含目录后，头文件内的C++模板被编译器判定为C链接，触发编译错误。

涉及文件 #

mbed/can.h

template <typename T> void ftest2(T t) { }

src/outer.cpp

template <typename T> void ftest0(T t) { }
#include <can.h>
template <typename T> void ftest1(T t) { }

编译命令及错误信息 #

执行编译命令：

/arm-none-eabi-gcc/7.3.1-1.2.2/.content/bin/arm-none-eabi-g++ \
    -isystem"mbed" \
    -c "src/outer.cpp"

报错内容：

In file included from src/outer.cpp:2:0:
mbed/can.h:1:1: error: template with C linkage
 template <typename T> void ftest2(T t) { }

问题分析 #

cpp文件内的两个模板定义均正常编译，仅通过-isystem引入的头文件出现错误。原因是部分版本的GCC会对-isystem指定的目录做特殊处理，隐式将其中的头文件按C语言规则解析，而C语言不支持模板语法，因此报错。

必须使用-isystem的原因是实际场景中mbed代码目录存在大量需要屏蔽的警告，-isystem会自动屏蔽系统目录级别的警告。Stack Overflow上有相关评论提及该现象，但未给出解决方案：

给后续读者提个醒：如果用-isystem而非-I向gcc传递包含目录，部分版本可能会隐式应用C链接。——Jan Schatz 2019年7月1日15:02

解决方法 #

方法1：显式声明头文件的C++链接 #

在mbed/can.h中添加C链接声明，强制编译器用C规则解析该文件：

#ifdef __cplusplus
extern "C++" {
#endif

template <typename T> void ftest2(T t) { }

#ifdef __cplusplus
}
#endif

该方法从代码层面解决问题，兼容性最好，不会影响其他编译逻辑。

方法2：临时放宽编译检查（不推荐） #

添加-fpermissive编译选项，让编译器忽略该类型的错误，但此选项可能掩盖其他潜在的代码问题，仅适合临时应急：

/arm-none-eabi-gcc/7.3.1-1.2.2/.content/bin/arm-none-eabi-g++ \
    -isystem"mbed" \
    -fpermissive \
    -c "src/outer.cpp"

方法3：替代-isystem，单独屏蔽警告 #

如果可以放弃-isystem，改用-I指定包含目录，同时针对mbed目录的警告类型逐个屏蔽：

/arm-none-eabi-gcc/7.3.1-1.2.2/.content/bin/arm-none-eabi-g++ \
    -I"mbed" \
    -Wno-unused-variable \
    -Wno-sign-compare \
    -c "src/outer.cpp"

根据实际出现的警告，添加对应的-Wno-xxx选项，既能屏蔽mbed目录的警告，又不会触发C链接的错误。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者avigt