「JuliaからFortranのsubroutineを呼び出す」
https://qiita.com/cometscome_phys/items/d098b00ab97f44916783
では、FortranのsubroutineをJuliaから呼び出していました。
しかし、Fortranで構造体(type)を使っている場合にどのようにすればいいのかについては述べていませんでした。
この記事では、JuliaのStructをFortranのsubroutineの引数として突っ込む方法について述べます。
最後に、自分がわからなかった点について書いています。structの中の配列サイズを任意にする方法がわかりませんでした。
バージョン
Julia 1.1.0
Fortranコード
まず、呼び出したいFortranコードとして、
module test
contains
subroutine testpoint(p)
implicit none
type point
real(8)::x,y,z
real(8)::d(10)
real(8)::d2(3,3)
end type point
type(point)::p
real(8)::t
t = p%x
p%x = p%y
p%y = t
p%z = -2*p%z
p%d(1) = t
p%d2(1,3) = 100
write(*,*) "p = ",p
write(*,*) "d = ",p%d
write(*,*) "d2 = ",p%d2
return
end subroutine testpoint
end module
というものを考えましょう。このコードを、
gfortran testfunc.f90 -o test.so -shared -fPIC
でコンパイルします。
そして、
nm test.so
をして、
0000000000000af0 T ___test_MOD_testpoint
U __gfortran_st_write
U __gfortran_st_write_done
U __gfortran_transfer_array_write
U __gfortran_transfer_character_write
U __gfortran_transfer_real_write
U dyld_stub_binder
というものを見て、___test_MOD_testpointという関数があることを確認します。
なお、以前の記事にあるようなbind(c, name = 'mat')のようなものをつけようとすると、
testfunc.f90:4:26:
4 | subroutine testpoint(p) bind(c, name = 'mat')
| 1
Error: Variable 'p' at (1) is a dummy argument to the BIND(C) procedure 'testpoint' but is not C interoperable because derived type 'point' is not C interoperable
というエラーでできませんでしたので、今回はnmを使って関数を探しておくことにします。
[19/07/10 追記]
@cure_honey さんにやり方を教えてもらいました。記事の最後に追記します。
Fortranを呼び出すJuliaコード
次に、上のコードを呼び出すJuliaコードを
mutable struct Point
x::Float64
y::Float64
z::Float64
d::NTuple{10,Float64}
d2::NTuple{9,Float64}
end
A = rand(3,3)
println("A = ", A)
foo = Point(1,2,3,ntuple(i -> 2*i, 10),tuple(A...))
ccall((:__test_MOD_testpoint,"./test.so"),Nothing,
(Ref{Point},), #b
foo)
println(foo)
としました。
Juliaでmutable structで作っておくと、Fortran側の構造体として引き渡された後に値を変更することができます。
なお、出力は、
A = [0.964356 0.451978 0.0943697; 0.304721 0.417815 0.110606; 0.235112 0.916069 0.454091]
p = 2.0000000000000000 1.0000000000000000 -6.0000000000000000 1.0000000000000000 4.0000000000000000 6.0000000000000000 8.0000000000000000 10.000000000000000 12.000000000000000 14.000000000000000 16.000000000000000 18.000000000000000 20.000000000000000 0.96435610564740015 0.30472062004468348 0.23511159444040275 0.45197848999368229 0.41781472623058180 0.91606942024800531 100.00000000000000 0.11060585340863494 0.45409130957036381
d = 1.0000000000000000 4.0000000000000000 6.0000000000000000 8.0000000000000000 10.000000000000000 12.000000000000000 14.000000000000000 16.000000000000000 18.000000000000000 20.000000000000000
d2 = 0.96435610564740015 0.30472062004468348 0.23511159444040275 0.45197848999368229 0.41781472623058180 0.91606942024800531 100.00000000000000 0.11060585340863494 0.45409130957036381
Point(2.0, 1.0, -6.0, (1.0, 4.0, 6.0, 8.0, 10.0, 12.0, 14.0, 16.0, 18.0, 20.0), (0.9643561056474002, 0.3047206200446835, 0.23511159444040275, 0.4519784899936823, 0.4178147262305818, 0.9160694202480053, 100.0, 0.11060585340863494, 0.4540913095703638))
となります。ちゃんとFortran側で書き換えていることがわかります。
配列の扱い（未解決点）
配列に関しては、mutable structで作った時にサイズを指定しなければダメでした。そのためには、Ntupleでなければならないようです。
（参考：https://docs.julialang.org/en/v1/manual/calling-c-and-fortran-code/index.html）
Array{Float64,1}ではできませんでした。
structの中の配列サイズを任意にする方法がわかりませんでした。
マクロを使えば、できるのでしょうか。
追記
Fortranでbindでエラーが出た件ですが、typeの部分にもつけることで解決できるそうです (@cure_honey さんありがとうございます)。
以下のコードがFortranとJuliaのコードです。
module test
contains
subroutine testpoint(p) bind(c, name = 'testpoint')
implicit none
type, bind(c) :: point
real(8)::x,y,z
real(8)::d(10)
real(8)::d2(3,3)
end type point
type(point)::p
real(8)::t
t = p%x
p%x = p%y
p%y = t
p%z = -2*p%z
p%d(1) = t
p%d2(1,3) = 100
write(*,*) "p = ",p
write(*,*) "d = ",p%d
write(*,*) "d2 = ",p%d2
return
end subroutine testpoint
end module
mutable struct Point
x::Float64
y::Float64
z::Float64
d::NTuple{10,Float64}
d2::NTuple{9,Float64}
end
A = rand(3,3)
println("A = ", A)
foo = Point(1,2,3,ntuple(i -> 2*i, 10),tuple(A...))
ccall((:testpoint,"./test.so"),Nothing,
(Ref{Point},), #b
foo)
println(foo)