从 C 包装器调用 FORTRAN 函数答案

【问题标题】：Calling FORTRAN function from C wrapper从 C 包装器调用 FORTRAN 函数
【发布时间】：2020-03-18 22:49:46
【问题描述】：

我是新手，但我需要从 C 中访问一些旧的 Fortran 77 函数。如果可能的话，我不想更改 Fortran 代码，我真的更喜欢编写一个包装器来从 C 中调用 Fortran 函数。我希望得到一个最小的工作示例（在 Linux 上）。我做了什么：

在文件 somefunction.f 中：

REAL*8 FUNCTION MYFUNC(ZZ)
      IMPLICIT NONE
      REAL*8 ZZ, T1
      T1 = ZZ + 1.0D0
      MYFUNC = T1
      RETURN
      END

用gfortran -c somefunction.f -o somefunction.o编译。

在 debug.c 文件中：

#include <stdio.h>

double cfunc(double x) {
    double result = myfunc_( &x );
    return result;
}
int main() {
    double test = cfunc(3.0);
    printf(" %.15f ",test);
}

用gcc -c debug.c -o debug.o编译。

然后我给gcc debug.o somefunction.o和./a.out。

但是，我得到的不是 3+1=4，而是无意义的数字。我该如何纠正这个问题？

P.S：如果解决了，我的实际功能有点复杂：

如果 MYFUNC 是类型 COMPLEX*16 FUNCTION MYFUNC(ZZ) 而 ZZ 也是一个复数，我应该怎么做？
如果 MYFUNC 调用了一些内置的 Fortran 函数，比如 CDLOG(ZZ) 会怎样？
如果它访问一个公共块怎么办？这也能容纳？

【问题讨论】：

你是否在C语言的任何地方声明了myfunc的返回类型？
你是对的，这就是问题所在。谢谢！任何其他点的提示也很感激！
@CraigEstey 不，不是。 Real*8 不是也从来没有成为标准 Fortran 的一部分，因此它的行为是由实现定义的，并且有一些编译器不支持它的问题。而是应该使用标准定义的种类机制。请参阅stackoverflow.com/questions/838310/fortran-90-kind-parameter 回答这个问题的最佳方法是 Fortran 标准定义的与 C 接口的方法。
@IanBush 我没有说这是一个标准，只是它已经存在了几十年。 fortran 是一种后沿语言。编写新代码的唯一原因是与遗留科学库（可能有数百万行代码使用real*8）进行交互。 real*8 的使用早于 kind 至少两个十年。因此，每个需要相关的可靠的 fortran 编译器都将支持real*8。而且，real*8 xs 比 REAL(KIND=8) :: XS 更紧凑，因此它之所以获胜，是因为它在任何地方都需要/使用的东西很简洁。而且，F2008 允许REAL64，这仍然更好。
您已经使用 fortran77 进行了标记，但如果可以选择在 fortran 端编写包装器，我强烈建议使用 FORTRAN2003 提供的 iso_c_binding 模块：a) 它定义了以下数据类型保证与它们的 C 对应项匹配（= 不猜测 real*8 是否真的是 double 等），并且 b）bind(c, name="foo") 函数在 C 中具有明确定义的签名和符号名称（保证foo(...)按预期工作）。简而言之，它会将您带出泥泞的实现定义的行为领域，进入符合标准的 C/fortran 定义明确的领域。

标签： c fortran fortran77

【解决方案1】：

除了返回类型之外，您还需要注意 Fortran 过程名称被转换为您从 C 访问的符号的方式。没有标准，它完全取决于 Fortran 编译器和平台，所以您如果您想要可移植性，则必须使用一些配置时检测和宏。

例如，Fortran MYFUNC() 需要从 C 中调用为：

Windows 上 Intel Fortran 下的MYFUNC()
IBM XL Fortran 下的myfunc() (xlf)
myfunc_() 在大多数其他情况下（包括 Windows 上的 GNU Fortran）

（当 Fortran 例程在模块中时，情况会变得更加复杂，因为损坏的名称会以模块和_MOD_、_mp_ 等为前缀）

现代的 Fortran 解决方案是在 Fortran 端声明一个 bind(C) 例程，这会关闭此修改（或者您可以指定显式绑定名称）。

【讨论】：

【解决方案2】：

好吧，仅供参考，正如@IanBush所说，C程序应该已经声明了myfunc的返回类型，

#include <stdio.h>

double myfunc_(double*);

double cfunc(double x) {
    double result = myfunc_( &x );
    return result;
}
int main() {
     double test = cfunc(3.0);
     printf(" %.15f ",test);
}

【讨论】：