在控制台从 C# 调用 Fortran 子例程

Question

我想使用在控制台输入的命令从 C# 调用 Fortran 子例程。 我已经尝试了两天，阅读了很多网页，并听取了很多建议，但没有成功。

这是我多次失败尝试的典型例子。

我使用文本编辑器（记事本）创建了这个名为“fdll.f90”的文件

 module fdll
implicit none
 contains

 subroutine testFDLL(char)
 character(12) :: char
    write(6,*)" Hello FORTRAN : let us do something ...",char
 return
 end
 end module

在 MS-DOS 控制台 (CMD.EXE)，我输入以下命令并按“Enter”：

 C:\Compilers\fortran\mingw32\bin\gfortran.exe -shared -o fdll.dll fdll.f90 

出现两个新文件，名为“fdll.dll”和“fdll.mod”。

使用 Monodevelop C# 文本编辑器，我创建了以下名为“DLLImport.cs”的 C# 源文件

 using System;
 using System.Runtime.InteropServices;

public static class DLLImport
{       
    public static void Main(string[] args)
    {
        RunFortranDLL ();
    }
    
public static void RunFortranDLL()
    {
        FortranLib.testFDLL("Please work!");
    }
}

public static class FortranLib
{
    private const string dllName = "fdll.dll";
    [DllImport(dllName, CharSet = CharSet.Ansi, CallingConvention = CallingConvention.Cdecl)]

    public static extern void testFDLL(string Plea);
}

在控制台，我输入以下命令：

 C:\Windows\Microsoft.NET\Framework64\v4.0.30319\csc.exe /t:exe /out:go.exe DLLImport.cs 

出现一个名为“go.exe”的新文件。我输入“go”。

结果是一个弹出窗口告诉我“go.exe 已停止工作”。它让我可以选择关闭程序。在 MS-DOS 控制台上，出现以下消息：

 Unhandled Exception: System.BadImageFormatException: An attempt was made to load a program with an incorrect format. (Exception from HRESULT: 0x8007000B)
 at Fortran.Lib.testFDLL(String Plea)
 at DLLImport.Main(String[] args)

我做错了什么？我怎样才能做到这一点？

我使用的是运行 Windows 8.1 的 64 位 SONY 笔记本电脑。我正在使用最新版本的 gfortran (i686-w64-mingw32)。

更新：我修改了 Fortran 源代码以允许 ISO_C_BINDING（遵循 Pierre 的建议）。新版本是：

 module fdll
 contains
 subroutine testFDLL(char) bind(C)
     USE ISO_C_BINDING
     character (C_CHAR) :: char(20)
    write(6,*)" Hello FORTRAN : let us do something ..."
 return
 end subroutine
 end module

我还修改了 C# 源代码，使其将字符串作为数组发送到 Fortran（此处解释为：http://www.luckingtechnotes.com/calling-fortran-dll-from-csharp/）。新的 C# 代码是：

 using System;
 using System.Runtime.InteropServices;

 public static class DLLImport
 {       
public static void Main(string[] args)
{
    RunFortranDLL ();
}

public static void RunFortranDLL()
{
    FortranLib.testFDLL(ToCharacterArrayFortran("Please work!",20));
}

public static char[] ToCharacterArrayFortran(this string source, int length)
{
    var chars = new char[length];
    int sourceLength = source.Length;
    for (int i = 0; i < length; i++)
    {
        if (i < sourceLength)
            chars[i] = source[i];
        else
            chars[i] = ' '; // Important that these are blank for Fortran compatibility.
    }

    return chars;
   }
 }

 public static class FortranLib
 {
     private const string dllName = "fdll.dll";
     [DllImport(dllName, CharSet = CharSet.Ansi, CallingConvention = CallingConvention.Cdecl)]

public static extern void testFDLL(char[] Plea);
 }

我没有更改运行编译器的命令行参数； compile、gfortan 和 csc 都没有抱怨这些变化。

结果：当我运行程序时（输入“go”），出现相同的错误消息。

有人可以解释一下我所做的事情有什么问题或遗漏。让 C# 将字符串发送到 Fortran 子程序中真的很难吗？

Answer 1

我只是试图展示如何将此 FORTRAN 代码与 C 接口，这并不能完全回答您的问题，但如果您知道如何将 C（将 FORTRAN 伪装成 C）与 C# 接口，它应该会有所帮助。

!fortran code, named as x.f90
module fdll
    implicit none
contains

subroutine testFDLL(str, n) bind(c, name='testFDLL_as_C')
    use ISO_C_BINDING
    integer(c_int), value :: n
    character(kind=c_char), intent(in) :: str(n)
    write(6,*)" Hello FORTRAN : let us do something ...",str
    return
end
end module

以及调用FORTRAN子程序的C代码。

//c code explicitly link. named as y.c
#include <stdio.h>
#include <string.h>

int main()
{
    void testFDLL_as_C(char *str, int n);
    char str[] = "Hello from C";
    testFDLL_as_C(str, strlen(str));
    return 0;
}

您可以将您的 FORTRAN 子例程伪装成 C 函数，并像通常的方式一样从 C# 调用。 C测试代码给出：

  Hello FORTRAN : let us do something ...Hello from C

您还可以隐式链接到动态库，如下所示（注意，对于较短的示例，忽略所有错误检查和资源关闭）。

//implicit link. named as z.c
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <dlfcn.h>

int main()
{
    void (*func_from_so_f90)(char *str, int n);
    char str[] = "Hello from C, again, using dynamic dlopen()";
    void *handle = dlopen("./libxf90.so", RTLD_LAZY);
    func_from_so_f90 = dlsym(handle, "testFDLL_as_C");
    func_from_so_f90(str, strlen(str));
    return 0;
}

编译它们的命令（在 linux 上）是

gfortran -o libxf90.so -shared -fPIC x.f90
gcc -o yout y.c ./libxf90.so
gcc -o zout z.c -ldl

第二个程序的输出是这样的：

  Hello FORTRAN : let us do something ...Hello from C, again, using dynamic dlopen()

Answer 2

C# 定义不正确。应该是

public static extern void __MOD_fdll_testFDLL(byte[] Plea);

见how to call a Fortran90 function included in a module in c++ code?

如果你有 nm，你可以使用 nm，或者依赖 walker 来找出导出的符号是什么。

请注意，C# char 为 2 个字节，Fortran char 为 1 个字节，Fortran 和 C# 中数组的存储方式不同。

如果这只是一个互操作性测试，请先尝试仅使用整数并确保其有效。然后转到单个字符（字节），然后转到数组。不要在第一次尝试时继续使用数组。

Answer 3

i686-w64-mingw32 表示需要用x86（不是AnyCPU）编译C#