可互操作派生类型中的 Fortran 固定大小多维数组

Question

我有一个 Fortran 库，我正在尝试为其创建 C 绑定。 Fortran 库使用包含在派生类型中的固定大小的多维数组。（这些最初是遗留 Fortran 代码中的全局变量；出于封装的目的，我将所有全局变量放入派生类型中。）如果我使用此库在 Fortran 中创建测试用例，在这种情况下，派生类型将被初始化在 Fortran 代码中，一切正常，但当我在 C 中尝试相同时，在这种情况下派生类型在 C 中初始化为结构，我得到一个分段错误。

这是一个显示问题的最小示例。 Fortran 库还使用包含其他派生类型的分组派生类型，因此我将其包含在示例中。

testmod.f90:

module testmod

  use iso_c_binding

  implicit none

  integer(c_int), parameter :: RSIZE1 = 360
  integer(c_int), parameter :: RSIZE2 = RSIZE1/2
  integer(c_int), parameter :: ISIZE1 = RSIZE1
  integer(c_int), parameter :: ISIZE2 = ISIZE1/4

  type, bind(c) :: struct_a
    real(c_double) :: rarray(RSIZE1,RSIZE2)
    integer(c_int) :: iarray(ISIZE1,ISIZE2)
  end type struct_a

  type, bind(c) :: struct_b
    real(c_double) :: rvec(RSIZE1)
    integer(c_int) :: ivec(ISIZE1)
  end type struct_b

  type, bind(c) :: struct_group
    type(struct_a) :: a
    type(struct_b) :: b
  end type struct_group

  contains

subroutine set_structs(group) bind(c, name="set_structs")

  type(struct_group), intent(inout) :: group
  integer i, j

  do i = 1, RSIZE1
    group%b%rvec(i) = dble(i)
    group%b%ivec(i) = i 
    do j = 1, RSIZE2
      group%a%rarray(i,j) = dble(i*j)
      group%a%iarray(i,j) = i*j
      write(*,*) "Here", i, j
    end do
  end do

end subroutine set_structs

end module testmod

test.h:

#pragma once

#define RSIZE1 360
#define RSIZE2 RSIZE1/2
#define ISIZE1 RSIZE1
#define ISIZE2 ISIZE1/4

typedef struct
{ 
  double rarray[RSIZE1*RSIZE2];
  int iarray[ISIZE1*ISIZE2];
} struct_a;

typedef struct
{ 
  double rvec[RSIZE1];
  int ivec[ISIZE1];
} struct_b;

typedef struct
{
  struct_a a;
  struct_b b;
} struct_group;

extern void set_structs(struct_group *group);

test.c:

#include "test.h"

int main()
{
  struct_group group;
  set_structs(&group);
  return 0;
}

编译如下：

gfortran -c -fPIC -Wall testmod.f90
gcc -c -fPIC -Wall test.c
gfortran -o test testmod.o test.o

当我运行这样做时，我在 set_structs 中遇到段错误，因为 i = 1，j = 103。但是，如果我注释掉所有对 iarray 的引用，它就可以正常工作。因此，问题似乎仅在 Fortran 派生类型中存在多于 1 个多维数组时才会出现。单个多维数组工作正常（struct_a，注释掉了 iarray），多个一维数组工作正常（struct_b）。我也完全没有派生类型进行了测试，只是将四个数组从 C 传递给 Fortran（两个 2 维和 2 个 1 维），这也能正常工作。我在这里有点不知所措，所以我真的很感激关于如何正确执行此操作的一些建议。

编辑：正如 francescalus 在下面的评论中所指出的，这个例子的问题只是我试图访问 iarray 的越界元素，所以它不是真正问题的一个很好的例子我的代码。请参阅已接受的答案以了解实际原因和解决方案。

Answer 1

我在我的真实代码中找出了问题所在，以防有人疑惑。它似乎与头文件中的#defines 一起。例如，我有如下语句：

#define IQX 360
#define IWX IQX/8+2
#define IZX IQX+IWX

显然这是行不通的，如果我对 C 预处理器更熟悉的话，我可能就知道了。相反，这样做：

#define IQX 360
#define IWX 47
#define IZX 407

可互操作派生类型中的 Fortran 固定大小多维数组

Fortran fixed-size multidimensional arrays in interoperable derived types

arrays

interop

fortran

multidimensional-array