在Linux环境下，使用ifortran编译 带有结构的和.inc头文件 的fortran项目生成.so文件

Posted 2021-07-14 新来的大狮

在Linux环境下，使用ifortran编译 带有结构的和.inc头文件 的fortran项目生成.so文件

• • 1 致谢
  • 2 参考文章和手册
  • 3 需求描述
  • • 3.1 文件结构
    • 3.2 文件调用关系
  • 4 主程序改造为函数
  • 5 项目编译方法
  • • 5.1 方案一 直接对所有.f90源文件进行编译
    • • 5.1.1 具体实现
      • 5.1.2 注意事项
    • 5.2 方案二 编译时使用 -I 参数指定头文件路径进行编译
    • • 5.2.1 具体实现
      • 5.2.2 注意事项
  • 6 生成.so文件后的注意事项

1 致谢

Godzilla_BB

DOSKEY_jason

2 参考文章和手册

在linux下安装fortran编译器详细教程

linux下gfortran 生成so文件

Intel® Fortran Compiler User and Reference Guides.pdf

3 需求描述

将 一个复杂的fortran项目 编译成一个对外暴露函数 接口的 .so文件 供外部调用。

3.1 文件结构

该项目共15个文件，包含13个.f90源文件和2个定义常量声明的.inc文件。

3.2 文件调用关系

其中13个源文件中1个是主程序（带有program关键字），其他12个为模块化调用的函数function和子程序subroutine。
并且主程序和子模块或函数间有一定的调用关系，且这13个.f90源文件中某些引用了.inc文件，以加载常量声明（即：出现了include 'xxx.inc’的加载外部文件的语句）

示例调用关系如下：

4 主程序改造为函数

由于主程序是program关键字编写的，进行部分改造，使主程序源文件 变成一个函数function的f90源文件。

源主程序代码示例

program TPKx1
	! ...
	end program

改造成函数后代码示例

integer function TPKx1()

	!program TPKx1
	! ...
	!end program
	
	TPKx1 = 9999
    return 
    end function

5 项目编译方法

5.1 方案一 直接对所有.f90源文件进行编译

借助 ifortran编译器 编译时 将当前路径作为默认搜索路径的特点

5.1.1 具体实现

文件路径结构

将所有.f90文件和所有.inc文件放置于同一个文件夹下。

在Linux环境下，在该文件夹中打开shell终端，

输入命令（此时终端的路径为放置所有文件的文件夹路径）

ifort -fPIC -shared -o 目标文件名.so ./*.f90

释义

ifort 使用ifort编译器进行编译

-fPIC 编译器产生与位置无关代码(Position-Independent Code)

-shared -o 生成共享文件(shared object)

目标文件名.so 指定需要生成的.so文件的名称

./*.f90 指定需要参与编译的源文件为： 当前路径下所有以.f90后缀结尾的文件

5.1.2 注意事项

① 带有include ‘xxx.inc’ 代码的 f90源文件，在编译时，虽然没有指定参与编译的’xxx.inc’文件，但是由于编译器默认会在当前目录下寻找所需的 'xxx.inc’文件，然在f90源文件中相应的地方展开，所以最终可以成功编译出需要的.so文件。

② 虽然将所有的f90文件和inc文件置于同一文件夹下，但是编译时，选择 参与编译的文件只能是所有的.f90文件，因为.inc文件 ifortran编译器无法辨识。即：发生 file format not recognized for xxx .inc警告，导致编译.so文件失败。
若使用如下命令，

ifort -fPIC -shared -o 目标文件名.so ./*

警告示例

5.2 方案二 编译时使用 -I 参数指定头文件路径进行编译

5.2.1 具体实现

文件路径结构

将所有.f90文件放入 A 文件夹下， 在A文件夹下新建include文件夹，将所有.inc文件放入A文件夹下的include文件夹

输入命令（此时终端的路径显示为A文件夹路径）

ifort -I ./include -fPIC -shared -o 目标文件名.so ./*.f90

释义

-I ./include 指定编译所需头文件的路径为 ./include 文件夹，即当前文件夹下的include文件夹

5.2.2 注意事项

输入编译命令时，打开的终端的路径为A文件夹时（此时A文件夹下有include文件夹）， 告诉编译器

所需参与编译的文件应该为 ./*.f90 而不能是 ./*  （./* 表示当前文件夹下所有内容）

这样会导致编译器将 include文件夹这一对象也作为需要参与编译的文件，而导致无法识别文件夹发生错误。

警告示例

6 生成.so文件后的注意事项

将原主程序program， 改造成function函数后。在外部调用，

最终输出的.so文件中的TPKx1()函数， 函数名会发生改变，变成小写并添加下划线_ ,即：tpkx1_ 

具体检测方法
输入命令

nm 目标文件名.so

查看该.so文件对外暴露的函数接口 为 tpkx1_ , 在使用JNA进行调用时需要注意这一点，否则无法调用该函数成功。