MSYS2(Mingw64)で作成したC++ staticメンバ関数をVisual Studioで使用する方法はあるのでしょうか？

Question

実現したいこと

Visual StudioのC++から、MSYS2（Mingw64）でビルドされたDLL内のstatic関数を呼び出したいです。

前提

• Ｗindows 11 PCで開発しています
• MSYS2はgcc version 14.2.0 (Rev2, Built by MSYS2 project)を使っています
• Visual Studio 2022を使っています
• 公開したいクラス及び関数は次です

#if defined(WIN32) || defined(_WIN32)
  #ifdef UTILITY_EXPORTS
    #define DECLSPEC __declspec(dllexport)
  #else
    #define DECLSPEC __declspec(dllimport)
  #endif
#else
  #define DECLSPEC
#endif

class /* DECLSPEC */ CoordinateUtil
{
public:
    DECLSPEC void showMessage();
    DECLSPEC static void latLonToUTM(double lat, double lon, double& utmX, double& utmY);
};

発生している問題・エラーメッセージ

• MSYS2側で__declspec(dllexport)を、Visual Studio側で__declspec(dllimport)をメソッド宣言に付与しても次のエラーになってしまいます。関数が公開されてもマングリングされてしまうことが原因と思われます。
  • 未解決の外部シンボル "__declspec(dllimport) public: void __cdecl CoordinateUtil::showMessage(void)" (_imp?showMessage@CoordinateUtil@@QEAAXXZ) が関数 main で参照されました
  • MSYS2側でnmしてシンボルを確認してみたところ、「_imp?showMessage@CoordinateUtil@@QEAAXXZ」とは別の名称でした。見つからないはずです
• classとメソッド両宣言にDECLSPECを付与した場合、Visual Studio側で次のエラーになります
  • エラー「dll インターフェイス クラスのメンバーを dll インターフェイスと共に宣言するのは無効です。」
• 次に示すウェブページを参考にして公開したいクラスを取得する関数を使うとCoordinateUtilのインスタンスは取得でき、showMessage()は呼び出せます
  • https://qiita.com/fan2tamo/items/8f110a22d47cb684f33d
  • が、ご存じの通りC++の文法上static関数は抽象クラスで宣言できないため、この方法では呼び出せません

MSYS2(Mingw64)で作成したC++ staticメンバ関数をVisual Studioで使用する方法はあるのでしょうか？

Comments

[maisumakun]

extern "C"とした中継用の関数を作ってそれを公開する、という手法は考えられますが、それでは対応できない事情があるような状況なのでしょうか。

[Manabu]

VidualStudioとgccでは通常互換性に乏しいのでVidualStudio側でライブラリをlib化した方が安全かと思います
尚静的メソッドは内部的にグローバルスコープへのポインタであり、通常のグローバル関数の型と可換なので、void*として取り回したアドレスを関数型へキャストする関数を用意すれば呼び出し自体は可能かと思います

[jiro.kaihatsu]

maisumakunさん、コメントありがとうございます。
はい、その通りです。
クラスのstaticメンバ関数についてVisual Studio側で使用する方法が分かりません（見つけられていません）

[jiro.kaihatsu]

Manabuさん、コメントありがとうございます。
MSYS2側で作成したライブラリは.cppソースコードを入手することが難しい状況です。アドレスを関数型ポインタ変数にキャストする方法は試してみます。

Answer 1

マングルルールは処理系によって異なるべきであるとされてきました。 オブジェクトの構築方法や具体的なメモリのレイアウトなどが処理系によって異なるので関数の呼び出しだけ出来ても破綻するからです。 このことは GCC のドキュメントにも記載されています。 意図的にリンク出来なくするためにマングルルールは違わせてあるのです。

C では主要な実行環境では統一された ABI (Application Binary Interface) があって相互運用が出来ているので C と同程度の範囲に限って C++ でも相互運用が出来るようになっているに過ぎません。 C にないもので接続しようとするのはきちんとした仕組みが充分ではなく、処理系が保証したやり方というものは無いと考えて良いと思います。

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質問を狭義に解釈して DLL の側では特別な事前準備をせずに static なメンバ関数を呼び出すのだとしたらマングルされた名前をそのまま GetProcAddress API に渡すということは出来ます。 コードで示すなら以下のような要領です。

#include <libloaderapi.h>

typedef void (*functype)(double, double, double&, double&);

int main(void) {
    auto lib = LoadLibraryA("sample.dll");
    // CoordinateUtil::latLonToUTM にマングルを適用した名前 ↓
    auto func = (functype)GetProcAddress(lib, "_ZN14CoordinateUtil11latLonToUTMEddRdS0_");
    double x, y;
    func(1.0, 2.0, x, y);
}

static なメンバ関数はクラスの名前空間にあるだけでバイナリレベルでは非メンバ関数とあまり違いがないはずなのでたぶん大丈夫でしょう。

Comments

[jiro.kaihatsu]

SaitoAtsushiさん、助言ありがとうございます。
マングルルールについても情報いただき勉強になりました。
初めて知りました。
解決コードまで示していただきありがとうございます。
試してみます。

Answer 2

私だったらこういう場合、既にコメントもいただいているようにextern "C"なDLLエクスポート関数を経由させたりリンク時にDEFファイルを使うよう実装しそうですが、

次に示すウェブページを参考にして公開したいクラスを取得する関数を使うとCoordinateUtilのインスタンスは取得でき、showMessage()は呼び出せます
https://qiita.com/fan2tamo/items/8f110a22d47cb684f33d
が、ご存じの通りC++の文法上static関数は抽象クラスで宣言できないため、この方法では呼び出せません

抽象クラス、純粋仮想関数を使う、っていう部分とその理由が興味深いですね。
staticなメンバー関数で呼べないのなら、純粋仮想関数を経由してそのstaticメンバー関数を呼び出せば良さげな気がします。

不完全なコードですが、例として:

class CoordinateUtil : <純粋仮想関数を宣言したクラス>
{
public:
    static void STATIC_latLonToUTM(double lat, double lon, double& utmX, double& utmY);
    DECLSPEC void latLonToUTM(double lat, double lon, double& utmX, double& utmY);
};

...
void CoordinateUtil::STATIC_latLonToUTM(double lat, double lon, double& utmX, double& utmY)
{
	// 色々な処理
}

// 純粋仮想関数から呼び出されるメンバー関数
DECLSPEC void CoordinateUtil::latLonToUTM(double lat, double lon, double& utmX, double& utmY)
{
	// staticなメンバー関数を呼び出す
	CoordinateUtil::STATIC_latLonToUTM(lat, lon, utmX, utmY);
}

当方でも確認してから回答しようと思っていましたが、時間がかかりそうなので候補として投稿しておきます。NGだったらごめんなさい。

Comments

[jiro.kaihatsu]

dodox86さん、助言ありがとうございます。
「純粋仮想関数から呼び出されるメンバー関数」から間接的に呼び出す方法だと確かに呼び出せると思うのですが、直接呼び出す方法があるなら知りたいと考えています。
最初に提示したサンプルはstatic関数が一つですが、関数が多いクラスのことを考えると、可能ならば直接呼び出す方法があればいいな、と考えています（もし無いなら間接的に呼び出す方法を選択するつもりです）。

[dodox86]

ご質問の当初の記載内容からは私は読み取れませんでしたが、[2025/04/01 05:30]の質問コメントからするとmsys2/mingw側DLLのソースコードは修正できないのですね。
であれば、本回答の対応も無理ですね。マングリングのように少し踏み込んだ話まで出ていたのに

// staticなメンバー関数を呼び出す
CoordinateUtil::STATIC_latLonToUTM(lat, lon, utmX, utmY);

のように単純な呼び出しでの解決策の話が出ていなかったので、妙な気はしていました。