Stupid && 祖传Fortran代码救赎之路(编译Dll)

gfortran编译动态库

在Windows平台下，Intel Fortran安装过于庞大且费事(现在集成到OneAPI上了，安装下需要60G)，之前在VS2019上折腾了好久，最后Debug调试不显示过程变量，吐了。。。

后来决定直接用gfortran+gdb+VScode来做Fortran程序的调试与编译。在此记录一下，如何时使用gfortran编译Dll，以及如何使用C++、Matlab调用Fortran生成的Dll库。

Fortran测试程序(test.f90)

各种不同的Fortran源程序定义接口的方法看到过不少，比如传送门。

最后发现以下这种方式最为简单，且有效，具体为啥我也不清楚。

测试程序中*test1()*没有输入输出，*test2(array,Num)*需要返回一个数组(Fortran函数大都需要数组作为输入输出)。

subroutine test1() BIND(C,NAME="test1")
implicit none
PRINT *, 'I am a function'
return
end

subroutine test2(array,Num)  BIND(C,NAME="test2")
implicit none
INTEGER,INTENT(IN):: Num
REAL*8,INTENT(OUT):: array(1:Num)
INTEGER :: I
DO I=1,Num
array(I)=I
ENDDO
end

编译命令

编译成为动态库

> gfortran -c -O3 f90
> gfortran -shared -fPIC -o Test.dll *.o

编译完成即可得到名为$Test.dll$的动态链接库

C++调用Fortran动态库(DLL)

采用显示调用的方式调用动态库，在Windows平台下，借助$Windows.h$中的$LoadLibrary,GetProcAddress,FreeLibrary$动态加载，使用动态库。

测试程序

#include <iostream>
#include <Windows.h>

using namespace std;
typedef void(*test1Func)();
typedef void(*test2Func)(double*, int*);

int main(void)
{
//加载DLL库
HINSTANCE hDLL = LoadLibrary(L"Test.dll");
//定义函数指针
test1Func test1;    // Function pointer
test2Func test2;

if (hDLL != NULL)
{
//获得函数地址
test1 = (test1Func)GetProcAddress(hDLL, "test1");
test2 = (test2Func)GetProcAddress(hDLL, "test2");

if (!test1 && !test2)
{
// handle the error
std::cout << "Open the dll error" << std::endl;
//卸载函数库
FreeLibrary(hDLL);
return -1;
}
else
{
test1();
int Num = 10;
double* myarray = new double[Num];
test2(myarray, &Num);
for (int i = 0; i < Num; ++i)
cout << myarray[i] << endl;
FreeLibrary(hDLL);
}
}
return 0;
}

输出

I am a function
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10

Matlab 调用.DLL

现在已经得到gFortran编译的Dll库，在Matlab中，可以使用calllib方法调用函数，但是需要存在函数声明，所以首先编写C头文件，存放函数声明。

函数声明头文件

//Test.h
void test1();
void test2(double*,int * );

Matlab Demo

clc;clear all;
loadlibrary('Test.dll','Test.h');
% test1 函数没有参数，也没有返回值，不知道咋调用
% calllib('Test','test1');
Num=10;
myarray=zeros(Num,1);
[myarray,NN]=calllib('Test','test2',myarray,Num);
myarray
NN
unloadlibrary Test

输出结果

myarray =

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10

NN =

int32

10

参考链接

Windows下gfortran编译DLL

Windows下安装InterFortran

Matlab调用Fortran编译的DLL