gFortran的使用


Fortran 編程中相關文件后綴

.a 靜態庫 (archive)
.f, .for, .FOR
.ftn*, .f90*, .f95*, .f03*
Fortran源代碼(不需編譯預處理)
.F, .fpp, .FPP
.FTN*, .F90*, .F95*, .F03*
Fortran源代碼(需要編譯預處理)
.r Fortran源代碼(需要RatFor編譯預處理)
.o 對象文件
.s 匯編語言代碼
.so 動態庫

其中,標 * 的后綴名是gfortran的文件后綴,g77不能識別。

單個源文件生成可執行程序

傳統的 Fortran 程序(也就是以 Fortran 77 為代表的)只能用大寫字符書寫,而且每行前六個字符為特定用途所保留。第一列為字符 C 或 * 所保留,用來表征整行都是注釋。第二列到第六列是為標號預留的。代碼從第七列開始,到72列結束(73列及以后將被直接忽略,可作注釋)。下面是示例程序 采用的是傳統的 Fortran 格式:

C   helloworld.f
C
PROGRAM HELLOWORLD
WRITE(*,10)
10 FORMAT('hello, world')
END PROGRAM HELLOWORLD

編譯器 gortran 並不要求所有代碼都大寫──程序中任何關鍵詞都可以用小寫字母。下面的命令將該程序編譯成可執行文件:

$ gfortran helloworld.f -o helloworld

注意到:gfortran 默認會將 .f, .for, .fpp, .ftn, .F, .FOR, .FPP 和 .FTN 結尾的文件作為固定格式處理,而將.f90, .f95, .f03, .F90, .F95 和 .F03 結尾的文件作為自由格式來處理。如果我們將上面程序文件重命名為 helloworld.f90,那么我們必須手動指定其為固定格式:

$ mv helloworld.f helloworld.f90
$ gfortran helloworld.f90 -ffixed-form -o helloworld

Fortran 90及以后的標准允許並鼓勵用自由的格式書寫 Fortran 代碼。注釋以感嘆號(!)開始直到行尾。先前的程序采用自由格式重寫如下,其中語句、標號都可從任一列開始:

! helloworldff.f90
!
Program Helloworld
write(*,10)
10 format('hello, world')
end Program Helloworld

后綴名為 .f90,故 gfortran 將其作為自由格式處理

$ gfortran helloworldff.f90 -o helloworldff

同樣,如果將程序重命名為傳統后綴名,那么要通過在命令行中加入選項 -ffree-form 進行編譯,如下:

$ mv helloworldff.f90 helloworldff.for
$ gfortran -ffree-form helloworldff.for -o helloworldff

由於兩種格式的具有很大的區別,程序書寫是只能選擇其中的一種格式進行書寫。注意:遵守后綴約定是很重要的。

多個源文件生成可執行程序

命令 gfortran 可將多個 fortran 源碼文件編譯鏈接成為一個單一的可執行程序。下面列出了一個保存在文件 caller.f 中的簡單程序的主體部分,它調用一個函數並顯示出結果:

C   caller.f
C
PROGRAM CALLER
I = Iaverageof(10,20,83)
WRITE(*,10) 'Average=', I
10 FORMAT(A,I5)
END PROGRAM CALLER

名為 Iaverage 函數定義在另一個獨立的源文件中,如下:

C   called.f
C
INTEGER Iaverageof(i,j,k)
Iaverageof = (i + j + k) / 3
RETURN
END Iaverageof

通過下面的語句這兩個源碼文件可被編譯鏈接成一個名為 caller 的可執行程序:

$ gfortran caller.f called.f -o caller

同樣的結果可由下面的命令序列得到──先將每一個源碼文件編譯成對象文件,而后將對象文件鏈接為可執行程序:

$ gfortran -c caller.f -o caller.o
$ gfortran -c called.f -o called.o
$ gfortran caller.o called.o -o caller

生成匯編代碼

選項 -S 指示編譯器 gfortran 生成匯編語言代碼然後結束。要得到我們本文先前的 helloworld.f 例子的匯編代碼,只需輸入以下命令:

$ gfortran -S helloworld.f

生成的匯編語言文件名為 helloworld.s。匯編語言的具體形式依賴於編譯器的目標平台。

編譯預處理

編譯以 .F, .fpp, .FPP, .FTN, .F90, .F95 和 .F03 結尾的文件時,在它真正編譯之前需要預處理。預處理器原本是為協助 C 語言工作所設計的。下面的例子是一個自由格式的 Fortran 程序,它通過預處理器將一個函數包含進主程序:

! evenup.F90
!
#define ROUNDUP
#i nclude "iruefunc.h"
!
program evenup
do 300 i=11,22
j = irue(i)
write(*,10) i,j
300 continue
10 format(I5,I5)
end program evenup

函數 irue() 的源代碼保存在文件 iruefunc.h 中,根據宏 ROUNDUP 所定義的值的不同將產生不同的編譯結果。該函數將任何一個奇數近似為一個偶數。默認情況下,它向下取近似,但是當 ROUNDUP 被定義時,該函數將向上取近似而得到一個偶數。ireu() 的函數體如下:

integer  irue(i)
k = i / 2
k = k * 2
if (i .EQ. k) then
irue = i
else
#ifdef ROUNDUP
irue = i + 1
#else
irue = i - 1
#endif
end if
end irue

下面的命令將該程序編譯成可執行文件:

$ gfortran evenup.F90 -o evenup

采用自由格式寫程序以利用預處理器不是必須的。固定格式程序也可進行編譯預處理,下面的程序也是有效的:

C adder.F
C
#define SEVEN 7
#define NINE 9
C
program adder
isum = SEVEN + NINE
write(*,10) isum
10 format(I5)
end program adder

下面的命令將該程序編譯成可執行文件:

$ gfortran adder.F -o adder

理解gfortran是gcc的前端

像 g++ 一樣,gfortran 也只是設置過 Fortran 程序所需基本環境的 gcc 的一個前端。本文一開始的例子我們可以通過下面 gcc 的命令來編譯:

$ gcc helloworld.f -o helloworld -lgfortran -lgfortranbegin

庫文件 libgfortranbegin.a (通過命令行選項 -lgfortranbegin 被調用) 包含運行和終止一個 Fortran 程序所必須的開始和退出代碼。庫文件 libgfortran.a 包含 Fortran 底層的輸入輸出等所需要的運行函數。當運行 gfortran 時,會自動鏈接這兩個庫。這和下面的命令是等價的:

$ gfortran helloworld.f -o helloworld

當我們運行 gfortran 時,實際上運行並不是這個編譯器,而是編譯器驅動器。該驅動器解析命令行中所給出的選項,然后才調用真正的編譯器,匯編器和鏈接器。默認情況下,編譯器驅 動器根據命令行中給定的文件的后綴決定它自己下一步的動作:一個名為 foo.c 將傳遞給 C 編譯器,而名為 foo.f95 的文件將傳遞給 Fortran 95 的編譯器,等等。

理解了這一點,我們就可以知道 gcc helloworld.f 將自動調用 fortran 的編譯器。只不過我們要為鏈接器指定必要的庫。

 

安裝時用sudo apt-get install gfortran

 

摘自: http://blog.21ic.com/user1/2177/archives/2010/73004.html


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