Cポインタを使用してFortranモジュールのデータメンバーを追跡する

Question

単一のデータ配列セットで動作する従来のFortran 90コードがあり、複数のデータセットを持つことができるようにコードを拡張したいと考えています。残念ながら、サブルーチンのどれも入力引数を取ることはなく、すべてのデータはモジュールを通して評価されます。以下のコードはFortranのコードと似ています。

MODULE test_mod 
    IMPLICIT NONE 

    double precision, pointer :: f_x(:) 
    integer :: n = 5 
END MODULE test_mod 

SUBROUTINE alloc_x() 
    use test_mod 
    IMPLICIT NONE 

    allocate(f_x(n)) 
END SUBROUTINE alloc_x 

SUBROUTINE init_x() 
    USE test_mod 
    IMPLICIT NONE 

    f_x = 1.0 
END SUBROUTINE init_x 

SUBROUTINE dealloc_x() 
    use test_mod 
    IMPLICIT NONE 

    deallocate(f_x) 
END SUBROUTINE dealloc_x 

Fortranコードは、コードの変更少ない良好、（そこに約100の配列があり、すべての異なる形状およびサイズである）十分に複雑であるので。

割り当てられたFortran配列の場所を格納し、cポインタをモジュールに戻す2つの追加のFortranサブルーチンを作成します。

#include <stdio.h> 
#include <stdlib.h> 

void alloc_x_(); 
void init_x_(); 
void dealloc_x_(); 
void store_ptrs_(double **c_x); 
void copy_ptrs2mod_(double **c_x); 

void output_result(int entry, double* array); 

int main() 
{ 
    int i; 
    double *x[10]; 

    /* allocate array */ 
    for(i=0; i<10; i++){ 
     alloc_x_(); 
     store_ptrs_(&x[i]); 
    } 

    /* initialize array */ 
    for(i=0; i<10; i++){ 
     copy_ptrs2mod_(&x[i]); 
     init_x_(); 
     output_result(i,x[i]); 
    } 

    /* deallocate the array */ 
    for(i=0; i<10; i++){ 
     copy_ptrs2mod_(&x[i]); 
     dealloc_x_(); 
    } 
} 

void output_result(int entry, double* array){ 
    int j; 
    printf("x[%2d] = [", entry); 
    for (j = 0; j < 5; ++j) 
    { 
     if (j == 4) 
     { 
      printf("%3.1f",array[j]); 
      continue; 
     } 
     printf("%3.1f, ",array[j]); 
    } 
    printf("]\n"); 
} 

出力 - -

これら2つのサブルーチンで

SUBROUTINE store_ptrs(c_x) 
    use iso_c_binding 
    use test_mod 
    IMPLICIT NONE 

    TYPE(c_ptr) :: c_x 

    c_x = c_loc(f_x) 
END SUBROUTINE 

SUBROUTINE copy_ptrs2mod(c_x) 
    use iso_c_binding 
    use test_mod 
    IMPLICIT NONE 

    TYPE(c_ptr) :: c_x 
    CALL c_f_pointer(c_x,f_x,[n]) 
END SUBROUTINE 

、我々は、Fortranコードを変更することなく、データのつ以上のコピー（次のコードでは10コピー）を持つことができます

x[ 0] = [1.0, 1.0, 1.0, 1.0, 1.0] 
x[ 1] = [1.0, 1.0, 1.0, 1.0, 1.0] 
x[ 2] = [1.0, 1.0, 1.0, 1.0, 1.0] 
x[ 3] = [1.0, 1.0, 1.0, 1.0, 1.0] 
x[ 4] = [1.0, 1.0, 1.0, 1.0, 1.0] 
x[ 5] = [1.0, 1.0, 1.0, 1.0, 1.0] 
x[ 6] = [1.0, 1.0, 1.0, 1.0, 1.0] 
x[ 7] = [1.0, 1.0, 1.0, 1.0, 1.0] 
x[ 8] = [1.0, 1.0, 1.0, 1.0, 1.0] 
x[ 9] = [1.0, 1.0, 1.0, 1.0, 1.0] 

これにはまだ問題がありませんが、コンパイラ固有のさまざまな標準の実装に依存しているか、最近の標準との互換性により、これが機能しない可能性があります。レガシーFortran 90コードで共通の問題でなければならないことを処理するためのこのアプローチに関するコメントやフィードバックには、大変感謝しています。

Answer 1

あなたのコード/アプローチは正しいとは言いませんが、私は最初に気になるものを特定します。あなたはこれを簡単に扱うことができます。あなたは、名前がC側に、与えることをマングリングプロトタイプを持っているという事実から

は

void alloc_x_(); 
void init_x_(); 
void dealloc_x_(); 
void store_ptrs_(double **c_x); 
void copy_ptrs2mod_(double **c_x); 

これはFortranの手順は任意のモジュールの外にあることを示唆している（あなたがでbind(c,name='alloc_x_')などを持っていませんサブルーチン文）。 Fortran 2008の前に、モジュールがアクティブスコープで参照されなくなったときにモジュール変数が未定義になるというルールがあります。

C実行では、alloc_xが入力されます。test_modが参照されます。しかし、サブルーチンが完了するとすぐに、test_modはアクティブスコープで参照されなくなります。 Fortran 90からFortran 2003までのルールでは、モジュール変数f_xはその時点では未定義になります。その後、store_ptrsにc_loc(f_x)の参照は準拠していません。

save属性をモジュールローカル変数に追加するか、Fortran 2008標準に従うことで、この問題は解決されます。ポインタ引数はスカラでなければなりません：

---

は、Fortran 2003のCの相互運用性の規則の下で、 f_xが c_locへの有効な引数ではない、と述べました。