从 Fortran 调用 C 函数，其中 C 函数名称最初是从 C 传入的

Posted 2023-03-10

【中文标题】从 Fortran 调用 C 函数，其中 C 函数名称最初是从 C 传入的

【英文标题】：Calling a C function from Fortran where the C function name was originally passed in from C

【发布时间】：2013-01-23 17:08:18

【问题描述】：

出于不相关的原因，我需要将 C/C++ 函数名称传递给 Fortran 子例程，该子例程又调用该 C 函数。我发现我可以成功地将函数名传递到 Fortran 子例程中。在那个子程序中，我可以调用正确的 C 函数。但是，C 函数的参数在此调用中被破坏（当直接从 C 调用时，它工作正常）。我已经使用ISO C Binding 尝试让它工作，但无济于事。

这是一个 MWE：

fortranRoutine.h:

extern "C" 
    void fortranRoutine_(void(int status));
;

---

从Fortran.h调用：

void calledfromFortran(int status);

---

main.cpp:

#include "fortranRoutine.h"
#include "calledfromFortran.h" 

using namespace std;

int main(int argc, char** argv) 
    calledfromFortran(12);
    fortranRoutine_(calledfromFortran);
    return 0;

---

fortranRoutine.f90:

subroutine fortranRoutine(calledfromFortran)

    use iso_c_binding

    implicit none

    interface
        subroutine calledfromFortran(status) bind (c)
            use iso_c_binding
            integer(kind = c_int), intent(in) :: status
        end subroutine calledfromFortran
    end interface

    integer(kind = c_int) :: one

    one = 2
    call calledfromFortran(one)
    return

end subroutine fortranRoutine

---

从Fortran.cpp调用：

#include <iostream>
#include "stdlib.h"

using namespace std;

void calledfromFortran(int status) 
    cout << "In calledfromFortran:" << endl;
    cout << " status: " << status << endl;

---

当前结果

目前运行这个会给出：

In calledfromFortran:
 status: 12
In calledfromFortran:
 status: -1641758848

第一次从main 调用calledfromFortran 可以正常工作，但是从fortranRoutine 调用它时，值会损坏。请注意，每次运行时，后一个值都会发生变化。我做错了什么？

【问题讨论】：

已经有一段时间了，但我相信 fortran 通过引用传递所有参数。不应该调用fromFortran(int * status);吗？

@frankc 嗯，是的。你完全正确。想把它写成答案吗？

不，没关系。我现在看到另一个人建议强制它按值传递，这与考虑默认通过引用行为一样好。请注意，如果您传递字符串，您还需要做其他事情，例如处理隐藏的长度参数。

【参考方案1】：

在 Fortran 和 C 之间传递标量值时，基本上有两种选择：

您通过引用传递它们：在 C 端，您必须确保使用指向这些标量的指针。

您通过值传递它们：在 Fortran 方面，您必须确保使用 VALUE 属性，正如其他帖子所建议的那样。

至于intent(in)属性，它可以留在那里，因为它不影响变量是通过值传递还是通过引用传递。在 Fortran 中，除非您指定 VALUE 属性，否则参数始终通过引用传递。属性intent(in) 仅告诉编译器防止在例程中使用该虚拟参数，这会改变其值。

关于命名的附加说明：您应该使用 bind(c) 指定您的 Fortran 例程 fortranRoutine。通过这种方式，您可以指定它的名称，如从 C 中看到的那样，即使它位于模块内：

module my_interface
  use iso_c_binding

contains

  subroutine fortranRoutine(calledFromFortran) bind(c, name='fortranroutine')
  ...
  end subroutine fortranRoutine

end module my_interface

这样你可以确定，从 C 调用的函数的名称是fortranroutine，独立于编译器附加下划线、前置模块名称或将名称转换为小写的约定。因此，您将有一个 C 中的头文件，它应该可以独立运行编译器：

extern "C" 
  void fortranroutine(void(int status));
;

【讨论】：

感谢您指出这两种方法。如果从 Fortran 而不是 C 调用 bind(c, name=...) 会破坏它吗？

如果你从 Fortran 调用它，你只需通过它的 Fortran 名称来调用它（fortranRoutine 或 fortranroutine 因为 Fortran 名称与 C 名称不区分大小写相反）。当然，您必须在该范围内导入模块 my_interface。

【参考方案2】：

我会将接口定义改为阅读

interface
    subroutine calledfromFortran(status) bind (c)
        use iso_c_binding
        integer(kind = c_int), VALUE :: status
    end subroutine calledfromFortran
end interface

我不确定intent(in) 是什么，但那部分代码看起来不正确。除此之外，其余部分（乍一看）看起来合理且正确。

注意。 ISO C 绑定仅在 FORTRAN 语言的 2003 版本中添加，因此如果您使用的是旧版本，可能值得查看编译器文档以获取详细信息。一些编译器允许 ISO C 绑定，但调用方式可能与我上面显示的略有不同。

---

编辑。查看intent 关键字后，您可以尝试将intent(in) 与以下类型声明结合使用，该类型声明遵循interface 定义

integer (c_int), parameter :: one = 2

我希望这会有所帮助。

【讨论】：

请参阅this 了解其意图。实际上，这需要保留（遗留代码问题）。我相信 ISO C 绑定语法是正确的。

value 属性似乎有效！现在我只需要确保它不会破坏其他功能...

我很感兴趣。我已经这样做了几次，并使用了始终采用VALUE 关键字的示例代码。你用的是什么编译器？什么版本的语言？我不确定为什么 intent(in) 在这种情况下不起作用；查看我的编辑。

这是遗留代码，所以它的一部分是用从 F77 到 F2003 的所有代码编写的。它还会生成其他人使用的库，因此我试图尽量减少链接到 C 代码所需的更改数量。

另外，如果我理解正确的话，VALUE 属性本质上是通过值而不是地址传递的。有没有办法修改代码的 C 部分以期望地址而不是值？