Fortran 动态库，在运行时加载？

Question

是否可以让 Fortran 程序在运行时加载 Fortran 库？如果是这样，是否可以修改一个函数并只重新编译库，让原来编译的程序在运行时调用库中修改后的函数？

如果有人能提供一个关于如何实现这一点的最小工作示例，那就太好了。

Answer 1

以下是一些有用的链接：

• rosettacode.org 上的这个页面给出了完整的示例和详细信息，并讨论了在 linux 和 MACOS 上的实现
• 在这篇英特尔论坛帖子中，Steve Lionel 就如何使用 ifort 进行动态加载提供了一些建议
• 这个IBM 页面很好地解释了动态库及其用法

如果您想要一个易于理解的小代码，请继续阅读。前几天，我在玩动态加载。我下面的测试代码可能对您有所帮助。然而，我在 linux 环境中工作，你可能需要在这里和那里调整一些东西才能让它在你的 OS X 环境中工作。上面的rosettacode.org 链接将派上用场来帮助您。

这是测试动态库的代码

[username@hostname:~/test]$cat test.f90

module test
    use, intrinsic :: iso_c_binding
contains
    subroutine t_times2(v_in, v_out) bind(c, name='t_times2')
        integer, intent(in) :: v_in
        integer, intent(out) :: v_out
        !
        v_out=v_in*2
    end subroutine t_times2
    !
    subroutine t_square(v_in, v_out) bind(c, name='t_square')
        integer(c_int), intent(in) :: v_in
        integer(c_int), intent(out) :: v_out
        !
        v_out=v_in**2
    end subroutine t_square
end module test

编译为

[username@hostname:~/test]$gfortran -c test.f90
[username@hostname:~/test]$gfortran  -shared -o test.so test.o

这是测试程序

[username@hostname:~/test]$cat example.f90
program example
    use :: iso_c_binding
implicit none

    integer(c_int), parameter :: rtld_lazy=1 ! value extracte from the C header file
    integer(c_int), parameter :: rtld_now=2 ! value extracte from the C header file
    !
    ! interface to linux API
    interface
        function dlopen(filename,mode) bind(c,name="dlopen")
            ! void *dlopen(const char *filename, int mode);
            use iso_c_binding
            implicit none
            type(c_ptr) :: dlopen
            character(c_char), intent(in) :: filename(*)
            integer(c_int), value :: mode
        end function

        function dlsym(handle,name) bind(c,name="dlsym")
            ! void *dlsym(void *handle, const char *name);
            use iso_c_binding
            implicit none
            type(c_funptr) :: dlsym
            type(c_ptr), value :: handle
            character(c_char), intent(in) :: name(*)
        end function

        function dlclose(handle) bind(c,name="dlclose")
            ! int dlclose(void *handle);
            use iso_c_binding
            implicit none
            integer(c_int) :: dlclose
            type(c_ptr), value :: handle
        end function
    end interface

    ! Define interface of call-back routine.
    abstract interface
        subroutine called_proc (i, i2) bind(c)
            use, intrinsic :: iso_c_binding
            integer(c_int), intent(in) :: i
            integer(c_int), intent(out) :: i2
        end subroutine called_proc
    end interface

    ! testing the dynamic loading
    integer i, i2
    type(c_funptr) :: proc_addr
    type(c_ptr) :: handle
    character(256) :: pName, lName

    procedure(called_proc), bind(c), pointer :: proc
    !
    i = 15

    handle=dlopen("./test.so"//c_null_char, RTLD_LAZY)
    if (.not. c_associated(handle))then
        print*, 'Unable to load DLL ./test.so'
        stop
    end if
    !
    proc_addr=dlsym(handle, "t_times2"//c_null_char)
    if (.not. c_associated(proc_addr))then
        write(*,*) 'Unable to load the procedure t_times2'
        stop
    end if
    call c_f_procpointer( proc_addr, proc )
    call proc(i,i2)
    write(*,*) "t_times2, i2=", i2
    !
    proc_addr=dlsym( handle, "t_square"//c_null_char )
    if ( .not. c_associated(proc_addr) )then
        write(*,*)'Unable to load the procedure t_square'
        stop
    end if
    call c_f_procpointer(proc_addr, proc)
    call proc(i,i2)
    write(*,*) "t_square, i2=", i2
contains
end program example

编译并运行为：

[username@hostname:~/test]$gfortran -o example example.f90 -ldl
[username@hostname:~/test]$./example
t_times2, i2=          30
t_square, i2=         225
[username@hostname:~/test]$