c - 如何正确链接gfortran和gcc？

Question

我正在尝试编写一个调用一段 Fortran 代码的 C 函数。我认为尝试直接链接 Fortran 代码比尝试将 Fortran 重写为 C 会更容易。我在 Mac 上使用 gcc/g++/gfortran，直接下载了二进制文件并安装了它们。

Fortran 代码位于 https://www.ngdc.noaa.gov/IAGA/vmod/igrf12.f 。我要调用的具体子例程是subroutine igrf12syn (isv,date,itype,alt,colat,elong,x,y,z,f)

我写的包装如下:

 #include <stdio.h>

 extern void igrf12syn( int *isv, double *year, double *itype, double *alt,
 double *colat, double *elong, double* x,double* y, double* z, double* f );

int main(){
    double B[4], BabsDervs[3], BrDervs[3], BthDervs[3], BphDervs[3];
    double r, th, ph,year,alt2,lat,colat,elong,x,y,z,f;
    int isv;

    // igrf12syn (isv,date,itype,alt,colat,elong,x,y,z,f)
    r = 6371e3;
    th = 0.57;
    ph = 0;

    year = 2015;
    alt2 = 200.0;
    lat = 33.25;
    colat = 90.0-lat;
    elong = 0.0;
    isv =1;
    igrf12syn_(&isv,&year,&isv,&r, &th, &ph,x,y,z,f);

    printf("%0.4e",f);
 return 0;
 }

我用来编译和调用它的命令是:

/usr/local/bin/gcc -lgfortran -c testigrf.c igrf12.f
/usr/local/bin/gcc -lgfortran -o b.out testigrf.o igrf12.o 

我得到的错误是:

duplicate symbol _main in:
testigrf.o
igrf12.o
ld: 1 duplicate symbol for architecture x86_64
collect2: error: ld returned 1 exit status
make: *** [igrf] Error 1

我明白这个错误的含义，并且我可以为 .o 文件生成 nm 文件，其中显示两个 main 函数。但是，我不确定如何更改 Fortran 代码来消除此错误。

所以我的问题如下:1. 如何更改 Fortran 或 C 代码来解决此问题？特别是，由于 Fortran 代码以 PROGRAM IGRF

开头

我是否正确调用了 igrf12syn 例程？我担心我没有正确调用它。我也可能在传递变量方面做得很糟糕，这必须通过引用来完成。

感谢您的帮助，如果我在调用例程时做了一些非常愚蠢的事情，请告诉我。

Answer 1

首先，您的 C 程序 testigrf.c 有缺陷。事实上，您收到警告:

testigrf.c: In function ‘main’:
testigrf.c:23:5: warning: implicit declaration of function ‘igrf12syn_’ [-Wimplicit-function-declaration]
     igrf12syn_(&isv,&year,&isv,&r, &th, &ph,x,y,z,f);
     ^

发生这种情况是因为您声明了一个名为 igrf12syn 的函数并调用一个名为 igrf12syn_，编译器对此一无所知。

将igrf12syn_修改为igrf12syn，重新编译，发现错误为:

testigrf.c: In function ‘main’:
testigrf.c:23:26: warning: passing argument 3 of ‘igrf12syn’ from incompatible pointer type [-Wincompatible-pointer-types]
     igrf12syn(&isv,&year,&isv,&r, &th, &ph,x,y,z,f);
                          ^
testigrf.c:3:14: note: expected ‘double *’ but argument is of type ‘int *’
  extern void igrf12syn( int *isv, double *year, double *itype, double *alt,
              ^
testigrf.c:23:44: error: incompatible type for argument 7 of ‘igrf12syn’
     igrf12syn(&isv,&year,&isv,&r, &th, &ph,x,y,z,f);
                                            ^
testigrf.c:3:14: note: expected ‘double *’ but argument is of type ‘double’
  extern void igrf12syn( int *isv, double *year, double *itype, double *alt,
              ^
testigrf.c:23:46: error: incompatible type for argument 8 of ‘igrf12syn’
     igrf12syn(&isv,&year,&isv,&r, &th, &ph,x,y,z,f);
                                              ^
testigrf.c:3:14: note: expected ‘double *’ but argument is of type ‘double’
  extern void igrf12syn( int *isv, double *year, double *itype, double *alt,
              ^
testigrf.c:23:48: error: incompatible type for argument 9 of ‘igrf12syn’
     igrf12syn(&isv,&year,&isv,&r, &th, &ph,x,y,z,f);
                                                ^
testigrf.c:3:14: note: expected ‘double *’ but argument is of type ‘double’
  extern void igrf12syn( int *isv, double *year, double *itype, double *alt,
              ^
testigrf.c:23:50: error: incompatible type for argument 10 of ‘igrf12syn’
     igrf12syn(&isv,&year,&isv,&r, &th, &ph,x,y,z,f);
                                                  ^
testigrf.c:3:14: note: expected ‘double *’ but argument is of type ‘double’
  extern void igrf12syn( int *isv, double *year, double *itype, double *alt,
              ^

在继续操作之前，请阅读诊断信息并修复错误。他们可能会被修复，例如，通过更改:

double r, th, ph,year,alt2,lat,colat,elong,x,y,z,f;

至

double r, th, ph,year,alt2,lat,colat,elong,x,y,z,f,itype;

并改变:

igrf12syn(&isv,&year,&isv,&r, &th, &ph,x,y,z,f);

至:

igrf12syn(&isv,&year,&itype,&r, &th, &ph,&x,&y,&z,&f);

这将使编译器满意，尽管它可能无法表达您的意图，我不清楚。

您了解不能将两个程序链接到一个程序中，因为链接器会发现重复的 main 函数。你需要链接仅包含 Fortran 子例程 igrf12syn 的 C 主程序。

接下来，下载并保存文件https://www.ngdc.noaa.gov/IAGA/vmod/igrf12.f。在文本/编程编辑器中打开它。选择所有行 - 完整行，包括前导空格 - 组成子例程 igrf12syn，来自:

  subroutine igrf12syn (isv,date,itype,alt,colat,elong,x,y,z,f)

至:

 end

将此选择完全按照复制到新文件 igrf12syn.f 中的方式保存与 testigrf.c 相同的目录。

然后，在该目录中打开控制台并执行以下命令:

$ gcc -c -o testigrf.o testigrf.c
$ gfortran -fno-underscoring -c -o igrf12syn.o igrf12syn.f
$ gfortran -o testigrf testigrf.o igrf12syn.o

这些会将您的程序编译并链接为同一目录中的 testigrf。

最后，重复前两个命令，每个命令都带有附加选项-Wall，查看您尚未意识到的警告。考虑修复程序删除警告，因为它们很可能意味着该程序不会按照你的预期行事。始终在 gcc/g++/gfortran 编译器中包含 -Wall编译对您来说重要的代码时的选项。