bindgenを用いてCUDAファイルをバインドできない問題について

Question

前提・実現したいこと

CUDAのコードをRustから呼び出すため、ccでCUDAファイルをコンパイルし、昨日をまとめたヘッダファイルをbindgenを用いてバインドを試みました。そこで以下のようなエラーを受け取りました。

発生している問題・エラーメッセージ

error: linking with `cc` failed: exit status: 1
  |
[中略]

          /usr/bin/ld: /home/bokutotu/curs/target/debug/deps/libcurs-453523e706acde45.rlib(curs-453523e706acde45.46yo270hd3f29kpq.rcgu.o): in function `curs::kernel::array_scalar_add::float_array_add_scalar':
          /home/bokutotu/curs/src/kernel/array_scalar_add.rs:9: undefined reference to `floatArrayScalarAdd'
          collect2: error: ld returned 1 exit status

  = help: some `extern` functions couldn't be found; some native libraries may need to be installed or have their path specified
  = note: use the `-l` flag to specify native libraries to link
  = note: use the `cargo:rustc-link-lib` directive to specify the native libraries to link with Cargo (see https://doc.rust-lang.org/cargo/reference/build-scripts.html#cargorustc-link-libkindname)

該当のソースコード

多くのCUDAファイルをしようしていますが、全てを記載することはできないのでひとつのCUDAファイルについてのみ記載させていただきます。

array_scalar_add.cu

#include "array_scalar_add.cuh"

#define BLOCKDIM 256

template<typename T>
__global__ void arrayAddScalar(T *array, T *resArray, T scalar, int size) {
  unsigned int idx = threadIdx.x + blockIdx.x * blockDim.x;
  if (idx >= size) { return; }
  resArray[idx] = array[idx] + scalar;
}

void floatArrayScalarAdd(float *array, float *resArray, float scalar, int size) {
  dim3 blockDim(BLOCKDIM);
  dim3 gridDim((size + blockDim.x - 1) / blockDim.x);
  arrayAddScalar<<< gridDim, blockDim >>> (array, resArray, scalar, size);
}

void doubleArrayScalarAdd(double *array, double *resArray, double scalar, int size) {
  dim3 blockDim(BLOCKDIM);
  dim3 gridDim((size + blockDim.x - 1) / blockDim.x);
  arrayAddScalar<<< gridDim, blockDim >>> (array, resArray, scalar, size);
}

array_scalar_add.cuh

#pragma once

void floatArrayScalarAdd(float *array, float *resArray, float scalar, int size);
void doubleArrayScalarAdd(double *array, double *resArray, double scalar, int size);

build.rs

extern crate cc;

use cuda_find_path::find_cuda;
use std::{env, path::PathBuf};

fn main() {
    let cuda_files = vec![
        "kernel/compare.cu",　　// 他のCUDAファイル
        "kernel/element_wise_operator.cu",　　// 他のCUDAファイル
        "kernel/transpose.cu", // 他のCUDAファイル
        "kernel/array_scalar_add.cu",
    ];

    for cuda_file in cuda_files.iter() {
        println!("{}", format!("cargo:rerun-if-changed={}", cuda_file));
    }
    println!("cargo:rerun-if-changed=kernel/kernel.h");
    println!("cargo:rerun-if-changed=build.rs");

    cc::Build::new()
        .cuda(true)
        .flag("-gencode")
        .flag("arch=compute_75,code=sm_75") // for (RTX 2080Ti).
        .files(&cuda_files)
        .include("kernel/")
        .compile("libkernel.a");

    for path in find_cuda() {
        println!("cargo:rustc-link-search=native={}", path.display());
    }

    println!("cargo:rustc-link-lib=cudart");
    println!("cargo:rustc-link-search=native=/usr/local/cuda/lib64/stub");
    println!("cargo:rustc-link-lib=cuda");

    let bindings = bindgen::Builder::default()
        .ctypes_prefix("::libc")
        .size_t_is_usize(true)
        .clang_arg("-I")
        .clang_arg("/usr/local/cuda/include".to_string())
        .header("kernel/kernel.h")
        .default_alias_style(bindgen::AliasVariation::TypeAlias)
        .rustfmt_bindings(true)
        .derive_default(true)
        .derive_eq(true)
        .derive_hash(true)
        .derive_ord(true)
        .parse_callbacks(Box::new(bindgen::CargoCallbacks))
        .generate()
        .expect("Unable to generate bindings");

    let out_path = PathBuf::from(env::var("OUT_DIR").unwrap());
    bindings
        .write_to_file(out_path.join("bindings.rs"))
        .expect("Unable to write");
}

試したこと

ccでコンパイルしたファイルをリンクするようにprintln!("cargo:rustc-link-lib=kernel");を追加しましたが同じエラーを受け取りました。

補足情報（FW/ツールのバージョンなど）

rustc : 1.55.0
bindgen 0.59.1
cc: 1.0.70

Answer 1

CUDAについて知識がないので誤ったことを言っていたらご容赦ください

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array_scalar_add.cuを見ると、テンプレートを使っているので、おそらくC++ファイルとしてコンパイルされているものと推察できます。
この場合、関数floatArrayScalarAddやdoubleArrayScalarAddは、デフォルトではC++リンケージでコンパイルされることになります。
C++リンケージでは関数名のマングルが行われるのでオブジェクトファイルに含まれる関数名が異なったものになります。

解決方法としては、extern "C"を関数の実装に追加してコンパイルするとCリンケージになるので、これでうまく行くと思います。

Comments

[BoKuToTuZenU]

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

#ifdef __cplusplus
}
#endif
```
でextern "C" したら無事にコンパイルすることができました。ご回答いただきありがとうございます。