It s Free Crunch Time

It’s Free Crunch Time http://www.g95.org

Kl´ıˇcové rysy G95 • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • •

Volnˇe ˇsiˇriteln´ y pˇrekladaˇc jazyka Fortran 95. Souˇcasn´ a (September 2006) verze g95 je 0.91. GNU Open Source, GPL licence. Bˇeh pˇreloˇzen´ ych program˚ u lze modifikovat pomoc´ı mnoha promˇenn´ ych prostˇred´ı, dokumentovan´ ych v samotném pˇreloˇzeném programu. TR15581– Alokovatelné argumenty procedur, komponenty struktur a návratové hodnoty funkc´ı. F2003 procedur´ aln´ı ukazatele, konstruktory struktur, interoperabilita s jazykem C F2003 vestavˇené procedury a moduly. Atribut VALUE pro pˇred´ av´ an´ı argument˚ u procedur hodnotou. Volba COMMA v pˇr´ıkazech OPEN, READ, a WRITE pro desetinnou ˇcárku. Hranaté z´ avorky [ ] jako alternativa k (/ /) pro konstruktory pol´ı. Pˇr´ıkaz IMPORT, pouˇziteln´ y v INTERFACE pro pˇr´ıstup k vnˇejˇs´ım deklarac´ım. MIN() a MAX() pro znakové i numerické typy. OPEN pro bin´ arn´ı proudové I/O. Zpˇetn´ a kompatibilita s g77 Application Binary Interface (ABI). Defaultn´ı integer 32 nebo 64 bit˚ u. Procedura SYSTEM() pro pˇr´ıstup k pˇr´ıkazové ˇrádce. Tabul´ atory v zdrojovém k´ odu jsou povoleny. Volba pro symbolick´ a jména s $. From´ at ˇreˇzˇezc˚ u Hollerith. Datov´ y typ DOUBLE COMPLEX. Promˇenn´ a délka pojmenovan´ ych COMMON blok˚ u. M´ıch´ an´ı ˇretˇezcov´ ych a ˇc´ıseln´ ych typ˚ u v COMMON a EQUIVALENCE. INTEGER kind = 1, 2, 4, 8. LOGICAL kind = 1, 2, 4, 8. REAL kind = 4, 8. REAL(KIND=10) pro x86-kompatibiln´ı systémy. 19 desetinn´ ych ˇc´ıslic, rozsah do 10±4931 . Write s hvˇezdiˇckov´ ym form´ atem pouˇz´ıvá minimáln´ı poˇcet ˇc´ıslic potˇrebn´ y pro jednoznaˇcné rozliˇsen´ı ˇc´ısel. VAX ladic´ı (D) ˇr´ adky. Volba pro ˇretˇezcové konstanty v C-stylu (napˇr. ’hello\nworld’). I/O deskriptory \ a $. VAX systémové vestavˇené procedury (SECNDS atd.) Unixové funkce (getenv, etime, stat, etc.) Detekce nekonformn´ıch nebo nealokovateln´ ych pol´ı za bˇehu - viz Table IV na: http://ftp.aset.psu.edu/pub/ger/fortran/test/results.txt Detekce memory leaks - viz Table V na: http://ftp.aset.psu.edu/pub/ger/fortran/test/results.txt Trasov´ an´ı bˇehov´ ych chyb. Chytr´ a kompilace br´ an´ıc´ı ˇretˇezové rekompilaci. Volba pro F kompatibilitu. Viz http://www.fortran.com/F. G95 lze pˇreloˇzit jako pˇrekladaˇc F. suspend/resume schopnost program˚ u pˇreloˇzen´ ych pod x86/Linux. Zastaralé re´ alné indexy DO cykl˚ u NEJSOU podporovány. Typick´ a je rychl´ a odezva na zpr´ avy o chybách. Lze pˇreloˇzit s GCC 4.0.3 a 4.1.1. Ke staˇzen´ı pro Linux/x86, PowerPC, 64-bit Opteron, 64-bit Itanium, 64-bit Alpha. Ke staˇzen´ı pro Windows/Cygwin, MinGW, & Interix. Ke staˇzen´ı pro OSX on Power Mac G4, x86-OSX. Ke staˇzen´ı pro FreeBSD na x86, HP-UX 11, Sparc-Solaris, x86-Solaris, OpenBSD, NetBSD, AIX, IRIX, Tru64 UNIX na Alpha. Také “Fink” verze. Stabiln´ı a v´ yvojové bin´ arky pro vˇetˇsinu platforem ke staˇzen´ı na http://ftp.g95.org.

1

Sem tam potk´ am nˇekoho s k´ ym jsem si mailoval o g95. Nejˇcastˇeji hovoˇr´ı o tom, jak v´ yjimeˇcnou pr´ aci dˇel´ am zcela s´ am. Vˇzdycky se smˇeju a poukazuji na to, ˇze jsem ji nikdy nedˇelal sám. S g95 aktivnˇe pomohlo tak okolo tis´ıce lid´ı. Nˇekteˇr´ı si mysl´ı, ˇze kdo p´ıˇse kód, dˇelá vˇsechnu práci, ale ve skuteˇcnosti lidé, kteˇr´ı izoluj´ı chyby v pˇrekladaˇci na tucet ˇr´ adk˚ u, odv´ adˇej´ı extrémnˇe d˚ uleˇzitou práci, která se ˇcasto pˇrehl´ıˇz´ı. Programov´ an´ı nˇeˇceho tak sloˇzitého jako je modern´ı pˇrekladaˇc Fortranu nen´ı práce, kterou byste mohli dˇelat sami, vˇeˇrte mi. Jako mnoho jiného, g95 se zrodilo z frustrace. Já psal kód pro svou doktorskou práci ve Fortranu 77 s pomoc´ı g77. Fortran je u ´ˇzasn´ y jazyk pro numerické v´ ypoˇcty - rychl´ y a neuˇcesan´ y pro ty, kdo se zaj´ımaj´ı v´ıce o v´ ysledky neˇz psan´ı program˚ u. M˚ uj k´ od obsahoval hromadu sofistikovan´ ych datov´ ych struktur - spojové seznamy, octree stromy, ˇr´ıdké matice, tvoˇren´ı s´ıtˇe pro koneˇcné prvky, ˇreˇsen´ı Poissonovy rovnice, multip´ olové rozvoje, minimalizace metodou sdruˇzen´ ych gradient˚ u a spoustu v´ ypoˇcetn´ı geometrie. Protoˇze jsem pouˇz´ıval Fotran 77, k´ od byl komplikovan´ y a ˇslo by jej hodnˇe vylepˇsit dynamickou alokac´ı a strukturami. A moje doktorsk´ a pr´ ace byla minulost´ı a j´ a potˇreboval novou v´ yzvu. Kromˇe pohodl´ı pokroˇcil´ ych jazykov´ ych kosntrukc´ı mˇe hodnˇe inspirovala práce Billa Kahana. Po pˇreˇcten´ı mnoha z jeho ˇcl´ ank˚ u jsem z´ıskal n´ azor, ˇze aˇckoli jsou numerické v´ ypoˇcty sloˇzité, lze nalézt cesty jak redukovat chyby tak, ˇze uˇz nikoho nezaj´ımaj´ı. Uˇzivatel je zde ˇcasto vydán na milost autorovi knihoven. Aˇckoliv pˇrekladaˇc je ta cool ˇc´ ast, knihovny mˇe vˇzdycky zaj´ımaly v´ıce. Práce pˇrekladaˇce je dost striktnˇe specifikov´ ana, ale v knihovn´ ach se mohou rozv´ıjet inovace a experimenty. I dokud byla v plenkách, bylo v n´ı hodnˇe ve srovn´ an´ı s konkurenˇcn´ımi pˇrekladaˇci. Tˇreba schopnost suspend/resume jsem chtˇel dlouho pˇredt´ım, neˇz jsem ji implementoval v g95. Pˇri psan´ı g95 jsem si uˇzil hodnˇe z´ abavy, a tˇeˇs´ım se na jej´ı pokraˇcován´ı v následuj´ıc´ıch desetilet´ıch.

Andy Vaught Mesa, Arizona ˇ ıjen 2006 R´

2

Licence G95 samotn´ y je uvolnˇen pod GNU General Public License (GPL). Právn´ı detaily viz: http://www.gnu.org/licenses/gpl.html. Bˇehové knihovny jsou vˇetˇsinou pod GPL a obsahuj´ı v´ yjimku z GPL která dává uˇzivatel˚ um pr´ ava pouˇz´ıvat knihovny g95 s k´ ody které pod GPL nespadaj´ı, a distribuovat programy bez jak´ ychkoli omezen´ı vypl´ yvaj´ıc´ıch z GPL.

Instalace Unix (Linux/OSX/Solaris/Irix/etc.): Otevˇrete konzolu, pˇrejdˇete do adres´ aˇre, kam chcete g95 nainstalovat, a spusˇte následuj´ıc´ı pˇr´ıkazy (mus´ıte m´ıt pˇripojen´ı k internetu). wget -O - http://ftp.g95.org/g95-x86-linux.tgz | tar xvfz ln -s $PWD/g95-install/bin/i686-pc-linux-gnu-g95 /usr/bin/g95 Rozbal´ı se n´ asleduj´ıc´ı souborov´ a struktura: ./g95-install/ ./g95-install/bin/ ./g95-install/bin/i686-pc-linux-gnu-g95 ./g95-install/lib/gcc-lib/i686-pc-linux-gnu/4.1.1/ ./g95-install/lib/gcc-lib/i686-pc-linux-gnu/4.1.1/f951 ./g95-install/lib/gcc-lib/i686-pc-linux-gnu/4.1.1/crtendS.o ./g95-install/lib/gcc-lib/i686-pc-linux-gnu/4.1.1/crtend.o ./g95-install/lib/gcc-lib/i686-pc-linux-gnu/4.1.1/crtbeginT.o ./g95-install/lib/gcc-lib/i686-pc-linux-gnu/4.1.1/crtbeginS.o ./g95-install/lib/gcc-lib/i686-pc-linux-gnu/4.1.1/crtbegin.o ./g95-install/lib/gcc-lib/i686-pc-linux-gnu/4.1.1/cc1 ./g95-install/lib/gcc-lib/i686-pc-linux-gnu/4.1.1/libf95.a ./g95-install/lib/gcc-lib/i686-pc-linux-gnu/4.1.1/libgcc.a ./g95-install/INSTALL ./g95-install/G95Manual.pdf Soubor cc1 je symbolick´ y odkaz na f951 ve stejném adresáˇri.

Cygwin Volba -mno-cygwin umoˇzn ˇuje Cygwin´ı verzi g95 sestavovat binárky které nepotˇrebuj´ı pro bˇeh pˇr´ıstup ke knihovnˇe cygwin1.dll, a tak je lze spustit na jin´ ych systémech. Také jsou pak programy nezávislé na GNU GPL. Aby volba -mno-cygwin fungovala, mus´ı b´ yt nainstalovány knihovny mingw (http://www.cygwin.com). St´ ahnˇete si bin´ arky z http://ftp.g95.org/g95-x86-cygwin.tgz do rootovského adresáˇre Cygwina (obvykle c:\Cygwin). Pusˇtte Cygwin´ı konzolu, a zadejte tyto pˇr´ıkazy: cd / tar -xvzf g95-x86-cygwin.tgz T´ım nainstalujete g95 do adres´ aˇre /usr/local/bin. Pozor: Nepouˇz´ıvejte Winzip na extrakci tar archivu, symbolické odkazy se pak nenastav´ı správnˇe.

MinGW Bin´ arky g95 pro prostˇred´ı MS-Windows jsou samorozbalovac´ı instalátory. Dostupné jsou momentálnˇe dvˇe verze: Uˇzivatelé Windows 98 by mˇeli pouˇz´ıvat bal´ık g95 sestaven´ y gcc 4.0.3, http://ftp.g95.org/g95MinGW.exe. Uˇzivatelé Windows NT, XP a 2000 mohou pouˇz´ıt stejn´ y bal´ık, nebo novˇejˇs´ı sestaven´ y gcc 4.1.1, dostupn´ y na http://ftp.g95.org/g95-MinGW-41.exe. Volnˇe ˇsiˇriteln´ y systém MinGW/Msys poskytuje GNU GCC komponenty potˇrebné pro g95, coˇz zahrnuje linker ld.exe, a as.exe (GNU assembler) z bal´ıku binutils, dostupného na http://www.mingw.org. Instalaˇcn´ı skript umoˇzn ˇuje dva druhy instalace. Nen´ı-li nalezen MinGW, nainstaluje g95 i s d˚ uleˇzit´ ymi MinGW 3

utilitami a knihovnami do sloˇzky vybrané uˇzivatelem. Instalaˇcn´ı sloˇzku zahrˇ nte do promˇenné PATH, a nastavte promˇennou prostˇred´ı LIBRARY PATH na tuto instalaˇcn´ı sloˇzku. M´ ate-li uˇz MinGW nainstalovan´ y, doporuˇcuje se nainstalovat g95 do koˇrenového adresáˇre MinGW (obvykle C:\mingw) aby se pˇredeˇslo pˇr´ıpadn´ ym konflikt˚ um. Pokud instalátor detekuje MinGW, pokus´ı se do nˇej g95 nainstalovat. Zahrˇ nte adres´ aˇr MinGW\bin do PATH, a nastavte promˇennou LIBRARY PATH=path-to-MinGW/lib Ve Windows 98 a Windows ME to obvykle znamená editovat soubor autoexec.bat, a je potˇreba restartovat systém. Pozn´ amka pro uˇzivatele Windows XP: MinGW momentálnˇe dovoluje pouh´ ych 8 MB pro heap. Pokud potˇrebuje vaˇse aplikace v´ıce pamˇeti, zkuste pˇrekládat s: -Wl,--heap=0x01000000. Zvˇetˇsujte hexadecim´ aln´ı hodnotu --heap dokud v´ aˇs program nepobˇeˇz´ı normálnˇe.

Spouˇstˇen´ı G95 G95 se rozhoduje jak zkompilovat dan´ y soubor podle jeho pˇr´ıpony. Povolené pˇr´ıpony pro Fortranské zdroj´ aky jsou .f, .F, .for, .FOR, .f90, .F90, .f95, .F95, .f03 a .F03. Pˇr´ıpona urˇcuje, zda je soubor ve fixed nebo free form´ atu. Soubory konˇc´ıc´ı .f, .F, .for, a .FOR se pˇredpokládaj´ı ve fixed formátu kompatibiln´ım se star´ ymi f77 soubory. Soubory konˇc´ıc´ı .f90, .F90, .f95, .F95, .f03 a .F03 se pˇredpokládaj´ı ve free formátu. Soubory s pˇr´ıponou velk´ ymi p´ısmeny jsou automaticky pˇred pˇrekladem prohnány C preprocesorem, s pˇr´ıponou mal´ ym p´ısmem nikoli. Pozn.pˇrekl. nedoporuˇcuje se volit pˇr´ıpony f90,f95,f03 podle verze standardu Fortranu, kterým se hlavnˇe ˇr´ıd´ıte (zdroj c.l.f. google group). Pˇr´ıpona f90 (ponˇekud neˇsˇtastnˇe zvolen´ a) m´ a oznaˇcovat, ˇze jde o zdrojový text ve free form´ atu, zat´ımco .f z˚ ustane vyhrazeno pro form´ at fixed. Z´ akladn´ı volby pro pˇreklad Fortranu s g95 jsou: -c Jen pˇreloˇzit, nesestavovat. -v Vypiˇs pˇr´ıkazy (programy s argumenty) spouˇstˇené g95. Obzvláˇstˇe uˇziteˇcné pro ˇreˇsen´ı problému s cestami. ˇ objektového kódu nebo spustitelného. Pod windows se au-o Specifikace jména v´ ystupn´ıho souboru, bud tomaticky pˇrid´ a pˇr´ıpona .exe, pokud nen´ı uvedena. Nen´ı-li specifikováno jinak, automatick´ y v´ ystupn´ı spustiteln´ y soubor je a.out v unixu, a.exe pod Windows. Jednoduché pˇr´ıklady: g95 -c hello.f90 Pˇreloˇz´ı hello.f90 do objekt k´ odu hello.o. g95 hello.f90 Pˇreloˇz´ı hello.f90 a sestav´ı jej do spustitelného souboru a.out (v unixech), nebo a.exe (na systémech MS Windows). g95 -c h1.f90 h2.f90 h3.f90 Pˇreloˇz´ı nˇekolik zdrojov´ ych soubor˚ u. Nejsou-li chyby, vytvoˇr´ı se objektové soubory h1.o, h2.o a h3.o. g95 -o hello h1.f90 h2.f90 h3.f90 Pˇreloˇz´ı nˇekolik zdrojov´ ych soubor˚ u a sestav´ı je do spustitelného souboru a.out (v unixech), nebo a.exe (na systémech MS Windows).

Syntax voleb g95 [ -c | -S | -E ] [-g] [-pg] [-O[n] ] [-s ] [-Wjméno warningu ] [-pedantic] [-Iadres´ aˇr ]

Pˇreloˇz | vyrob assemblerov´ y kód | vypiˇs zdroj (po preprocesingu) Ladic´ı pˇreklad Level optimalizac´ı, n = 0, 1, 2, 3 Oˇreˇz debug info R˚ uzná varován´ı Adresáˇr pro USE a INCLUDE 4

[-Ladres´ aˇr ] [-D makro[=hodnota]... ] [-U makro ] [-f volba ...] [-m strojov´ a-volba ...] [-o v´ ystupn´ ı soubor ] vstupn´ ı soubor

Adresáˇr pro knihovny Definuj makro (pro cpp) Oddefinuj makro Obecné volby pˇrekladu (viz mauál GCC) Strojové volby pˇrekladu (viz manuál GCC) Jméno v´ ystupn´ıho souboru

Volby G95 Uˇzit´ı: g95 [volby] soubor... -pass-exit-codes --help --target-help -dumpspecs -dumpversion -dumpmachine -print-search-dirs -print-libgcc-file-name -print-file-name=lib -print-prog-name=prog -print-multi-directory -print-multi-lib -print-multi-os-directory -Wa,options -Wp,options -Wl,options -Xassembler arg -Xpreprocessor arg -Xlinker arg -save-temps -pipe -time -specs=file -std=standard -B directory -b machine -V version -v -M -### -E -S -c -o file -x language

Ukonˇci f´ azi s nejvyˇsˇs´ım chybov´ ym kódem bˇehem n´ı. Zobraz tento help. Zobraz´ı volby pˇr´ıkazové ˇrádky specifické pro c´ıl pˇrekladu. (Pouˇzijte ’-v --help’ pro zobrazen´ı voleb podproces˚ u). Zobraz´ı vestavˇené spec ˇretˇezce. Zobraz´ı verzi pˇrekladaˇce. Zobraz´ı c´ılov´ y procesor pˇrekladaˇce. Zobraz´ı adresáˇre v pˇrekladaˇcem prohledávan´ ych cestách. Zobraz´ı doprovodnou knihovnu pˇrekladaˇce. Zobraz´ı plnou cestu ke knihovnˇe lib. Zobraz´ı plnou cestu ke komponentˇe prog. Zobraz´ı koˇrenov´ y adresáˇr pro verze libgcc. Zobraz´ı vztahy mezi volbami pˇr´ık. ˇrádku a prohledáván´ım v´ıce adres´ aˇr˚ u. Zobraz´ı relativn´ı cestu k systémov´ ym knihovnám. Pˇred´ a volby (oddˇelené ˇcárkami) assembleru. Pˇred´ a volby (oddˇelené ˇcárkami) preprocesoru. Pˇred´ a volby (oddˇelené ˇcárkami) linkeru. Pˇred´ a argument arg assembleru. Pˇred´ a argument arg preprocesoru. Pˇred´ a argument arg linkeru. Nemazat doˇcasné soubory. Pouˇzij roury m´ısto doˇcasn´ ych soubor˚ u, je-li to moˇzné. Mˇeˇr ˇcas bˇehu podproces˚ u. Nen´ı na nˇekter´ ych platformách (MinGW, OSX). Nahrad´ı vestavˇené specifikace obsahem souboru file. Pˇredpokládá zdrojové kódy pro dan´ y standard Fortranu. Pˇrid´ a adresáˇr directory k prohledávané cestˇe pˇrekladaˇce. Spusˇt gcc pro c´ılov´ y stroj machine, je-li to moˇzné. Spusˇt gcc verze version, je-li to moˇzné. Zobraz programy spouˇstˇené pˇrekladaˇcem. Vypiˇs z´ avislosti ve stylu Makefile. Jako -v ale volby se vyp´ıˇs´ı a pˇr´ıkazy nevykonávaj´ı. Jen preprocesuj; nepˇrekládej. Pˇreklad jen do assembleru. Pˇreloˇz, nesestavuj. V´ ystup do souboru file. Specifikuj jazyk language následuj´ıc´ıch vstupn´ıch soubor˚ u. Povoleno je: c, c++, assembler, none; ‘none’ znamená návrat k normáln´ımu rozhodov´ an´ı podle pˇr´ıpony.

Volby zaˇc´ınaj´ıc´ı -g, -f, -m, -O, -W, nebo --param jsou automaticky pˇredávány spouˇstˇen´ ym subproces˚ um. Pro pˇred´ an´ı jin´ ych voleb je tˇreba pouˇz´ıt -Wletter. Pro hláˇsen´ı chyb (bug reporting), viz: http://www.g95.org. ˇ ıslo n volby -On udává u Nespecifikujeme-li jinak, g95 pˇrekl´ ad´ a bez optimalizac´ı. C´ ´roveˇ n optimalizace, od 0 do 3. Nula znamen´ a ˇz´ adné optimalizace, vyˇsˇs´ı ˇc´ısla vyˇsˇs´ı agresivitu optimalizac´ı. V ˇreˇzimu optimalizace 5

ˇ sm´ı pˇrekladaˇc mˇenit k´ od za u ´ˇcelem urychlen´ı. Casto se tak drobnˇe ovlivn´ı v´ ysledky v´ ypoˇct˚ u. -O je totéˇz co -O1. Podstatného zrychlen´ı lze dos´ ahnout zahrnut´ım alespoˇ n -O2 -march=arch kde arch je architektura vaˇseho procesoru, ˇcili pentium4, athlon, opteron, atd. Dalˇs´ı volby typické pro Fortran zahrnuj´ı -funroll-loops,-fomit-frame-pointer, -malign-double a -msse2. Pro informace o vˇsech volb´ ach GCC viz: http://gcc.gnu.org/onlinedocs/gcc-4.1.1/gcc.

Volby preprocesoru G95 um´ı zpracovat soubory s kontrukcemi preprocesoru jazyka C. -cpp Vynut´ı zpracov´ an´ı zdroják˚ u preprocesorem. -no-cpp Zak´ aˇze totéˇz. -D name[=value] Definuje makro preprocesoru. -U name Oddefinuje makro preprocesoru. -E Uk´ aˇze v´ ysledek preprocesingu. -I directory Pˇrid´ a adres´ aˇr directory do cesty prohledávané pro #include. Soubory se hledaj´ı v adres´ aˇr´ıch v tomto poˇrad´ı: Adresáˇr hlavn´ıho zdrojového souboru, aktuáln´ı adres´ aˇr, adres´ aˇre v -I, adres´ aˇre v promˇenné prostˇred´ı G95 INCLUDE PATH a nakonec systémové adres´ aˇre.

Volby Fortranu -Wall -Werror -Werror=numbers -Wextra

-Wglobals -Wimplicit-none -Wimplicit-interface -Wline-truncation -Wmissing-intent -Wobsolescent -Wno=numbers -Wuninitialized -Wunused-internal-procs -Wunused-vars -Wunused-types -Wunset-vars -Wunused-module-vars -Wunused-module-procs -Wunused-parameter -Wprecision-loss -fbackslash

-fc-binding -fd-comment

Zapne vˇetˇsinu varovn´ ych hláˇsen´ı. Bere varov´ an´ı chyby. Bere (ˇc´ısly) vybraná varován´ı jako chyby. Zapne dal´ı varovná hláˇsen´ı, nezapnutá pˇri -Wall. Jmenovitˇe -Wobsolescent, -Wunused-module-vars, -Wunused-module-procs, -Wunused-internal-procs, -Wunused-parameter, -Wunused-types, -Wmissing-intent a -Wimplicit-interface. Kˇr´ıˇzov´ a kontrola volán´ı a definic procedur ve stejném zdrojovém textu. Norm´ alnˇe zapnuto, -Wno-globals vypne. Totéˇz co -fimplicit-none. Varuje pˇri pouˇzit´ı implicitn´ıch interface. Varuje pˇri oˇrezán´ı ˇrádk˚ u. Varuje pˇri chybˇej´ıc´ıch INTENTech argument˚ u. Varuje pˇred zastaral´ ymi konstrukcemi. Vypne mnoˇzinu varován´ı podle ˇc´ısel (oddˇelen´ ych ˇcárkou). Varuje pˇri pouˇzit´ı neinicializovan´ ych promˇenn´ ych. Funguje jen s -O2 nebo vyˇsˇs´ım. Varuje, pokud vnoˇrená procedura nen´ı nikdy pouˇzita. Varuje pˇred nepouˇzit´ ymi promˇenn´ ymi. Varuje pˇred nepouˇzit´ ymi typy v modulech. Nezap´ıná se pˇri -Wall. Varuje pˇred promˇenn´ ymi, kter´ ym nen´ı pˇriˇrazena hodnota. Varuje pˇred nepouˇzit´ ymi promˇenn´ ymi modul˚ u. Uˇziteˇcné pro sestavov´ an´ı ONLY klauzul´ı. Varuje pˇred nepouˇzit´ ymi procedurami modul˚ u. Uˇziteˇcné pro sestavov´ an´ı ONLY klauzul´ı. Varuje pˇred nepouˇzit´ ymi parametry. Nezap´ıná se pˇri -Wall. Varuje pˇred ztrátou pˇresnosti v implicitn´ıch typov´ ych konverz´ıch. Interpretuje zpˇetná lom´ıtka ve znakov´ ych konstantách jako escape kódy. Tato volba je defaultnˇe zapnuta. Pouˇzijte -fno-backslash, chcete-li br´ at zpˇetn´ a lom´ıtka jako zpˇetná lom´ıtka. Vypiˇs C prototypy procedur na standardn´ı v´ ystup. Ve fixed formátu zahrne do kódu ˇrádky zaˇc´ınaj´ıc´ı D. 6

-fdollar-ok -fendian=value -ffixed-form -ffixed-line-length-132 -ffixed-line-length-80 -ffree-form -ffree-line-length-huge -fimplicit-none -fintrinsic-extensions -fintrinsic-extensions= -fmod=directory -fmodule-private -fmultiple-save -fone-error -ftr15581 -std=F -std=f2003 -std=f95 -i4 -i8 -r8 -d8

Povolit dolary ve jménech entit. Nastav´ı endian neformátovan´ ych ˇcten´ı a zápis˚ u. value mus´ı b´ yt big nebo little. M´ a pˇrednost pˇred promˇenn´ ymi prostˇred´ı. Pˇredpokl´ adá formát fixed pro zdrojové texty. ˇ adky o 132 znac´ıch ve fixed formátu. R´ ˇ adky o 80 znac´ıch ve fixed formátu. R´ Pˇredpokl´ adá voln´ y formát pro zdrojové texty. Povolit velmi dlouhé ˇrádky (10k). AUtomatické IMPLICIT NONE. Lze pˇreb´ıt explicitn´ımi IMPLICIT pˇr´ıkazy. Zapne vestavˇené funkce g95 i v -std= módu. Totéˇz, ale selektivn´ı (jména oddˇelena ˇcárkami). Umisˇtuje .mod soubory do adresáˇre directory. Nstav´ı defaultn´ı práva entit modul˚ u na PRIVATE. Povol´ı v´ıcenásobnou specifikaci atributu SAVE. Zastav´ı pˇreklad po prvn´ı chybˇe. Zapne TR15581 rozˇs´ıˇren´ı alokovateln´ ych pol´ı i v módech -std=F a -std=f95. Drˇz´ı se standardu F. See http://www.fortran.com/F. Drˇz´ı se standardu Fortran 2003 (implementované podmoˇziny). Drˇz´ı se standardu Fortran 95. Defaultn´ı integer kind=4 (32 bit˚ u). Defaultn´ı integer kind=8 (64 bit˚ u). Defaultn´ı real kind=8 (dvojitá pˇresnost). Zapne -i8 a -r8.

Volby generován´ı kódu -fbounds-check -fcase-upper -fleading-underscore -fonetrip -fpack-derived -fqkind=n -fsecond-underscore -fshort-circuit -fsloppy-char -fstatic -ftrace=

-funderscoring -max-frame-size=n -finteger=n -flogical=value -freal=value -fpointer=value

Kontroluje meze pol´ı a ˇretˇezc˚ u za bˇehu. Vˇsechny veˇrejné symboly v uppercase. Pˇrid´ a podtrˇz´ıtko pˇred veˇrejná jména. ˇ DO-cykly aspoˇ Proved n jednou. (Pro nechod´ıc´ı FORTRAN 66). ˇ r´ı pamˇeˇt, ale m˚ Seskl´ adat struktury co nejkompaktnˇeji. Setˇ uˇze zpomalovat program. Nastav´ı real kind pro konstanty s exponentem ’q’ na n. Pˇrid´ a dalˇs´ı podtrˇz´ıtko za jména s podtrˇz´ıtkem (default). Pouˇzijte -fnosecond-underscore pro potlaˇcen´ı. Zkr´ acené vyhodnocován´ı a la C operátor˚ u .AND. a .OR. Povoluje pˇriˇrazen´ı neznakov´ ych dat do znakov´ ych promˇenn´ ych a porovnáv´ an´ı INTEGERov´ ych a CHARACTERov´ ych promˇenn´ ych. Alokuje lok´ aln´ı promˇenné ze statické pamˇeti kdekoli to jde. Neplést s volbou -static. -ftrace=frame vkládá kód pro zpˇetné trasován´ı chybov´ ych ukonˇcen´ı programu, kter´ y se t´ım zpomal´ı. -ftrace=full nav´ıc umoˇzn´ı vypsat ˇc´ıslo ˇrádku aritmetick´ ych v´ yjimek (jeˇstˇe pomalejˇs´ı). Defaultn´ı je -ftrace=none. Pˇripoj´ı podtrˇz´ıtka za globáln´ı jména. Tahle volba je defaultnˇe zapnutá, vyp´ın´ a se pˇres -fno-underscoring. Mez pro velikost zásobn´ıkového rámce, neˇz se zaˇcnou pole alokovat z heapu. pozn.aut.: default je co?) Inicializuje skalárn´ı celoˇc´ıselné promˇenné na n. Inicializuje skalárn´ı logické promˇenné. value je sm´ı b´ yt none, true nebo false. Inicializuje skalárn´ı reálné a komplexn´ı promˇenné. value sm´ı b´ yt none, zero, nan, inf, +inf nebo -inf. Inicializuje ukazatele. value sm´ı b´ yt none, null nebo invalid. 7

Kontroluje zaokrouhlován´ı pˇri pˇrekladu. value sm´ı b´ yt nearest, plus, minus nebo zero. Default je zaokrouhlován´ı k bliˇzˇs´ı hodnotˇe, plus je zaokrouhlov´ an´ı ke kladnému nekoneˇcnu, minus k zápornému, zero k nule. Inicializuj numerické typy na nulu, logické promˇenné na false a ukazatele na null. V´ yˇse uvedené inicializaˇcn´ı volby tuto pˇreb´ıjej´ı.

-fround=value

-fzero

Adresáˇrové volby -I directory -Ldirectory -fmod=directory

Pˇrid´ a adres´ aˇr directory k prohledávan´ ym cestám pro soubory include a moduly. Pˇrid´ a adres´ aˇr directory k cestám pro knihovny. Umisˇtuje .mod soubory do adresáˇre directory.

Environment Variables Bˇehové prostˇred´ı g95 poskytuje hodnˇe moˇznost´ı pro zmˇenu chován´ı programu po spuˇstˇen´ı, a to pomoc´ı promˇenn´ ych prostˇred´ı. Spuˇstˇen´ı programu pˇreloˇzeného g95 s volbou --g95 vyp´ıˇse vˇsechny tyto volby na standardn´ı v´ ystup. Hodnoty vˇsech promˇenn´ ych prostˇred´ı jsou vˇzdycky ˇretˇezce, ale mohou b´ yt interpretov´ any jako ˇc´ısla. Jen prvn´ı znak booleovské promˇenné se kontroluje, a mus´ı b´ yt jeden z ’t’, ’f’, ’y’, ’n’, ’1’ nebo ’0’ (mohou b´ yt velk´ a). Je-li hodnota ˇspatn´ a, nedoˇckáte se ˇzádného varován´ı a pouˇzije se defaultn´ı nastaven´ı. Pro informaci o promˇenn´ ych prostˇred´ı GCC pouˇz´ıvan´ ych g95, jako je LIBRARY PATH, viz dokumentace ke GCC. G95 STDIN UNIT

Integer

G95 STDOUT UNIT

Integer

G95 STDERR UNIT

Integer

G95 USE STDERR G95 ENDIAN

Boolean String

G95 CR

Boolean

G95 INPUT CR G95 IGNORE ENDFILE

Boolean Boolean

G95 TMPDIR

String

G95 UNBUFFERED ALL

Boolean

G95 SHOW LOCUS

Boolean

G95 STOP CODE G95 OPTIONAL PLUS G95 DEFAULT RECL

Boolean Boolean Integer

G95 LIST SEPARATOR

String

G95 LIST EXP

Integer

ˇ ıslo jednotky pˇredpˇripojené ke standardn´ımu vstupu. Z´ ˇ adn´ C´ a, je-li negativn´ı, default je 5. ˇ ıslo jednotky pˇredpˇripojené ke standardn´ımu v´ ˇ adn´ C´ ystupu. Z´ a, je-li negativn´ı, default je 6. ˇ ıslo jednotky pˇredpˇripojené ke standardn´ımu chybovému v´ C´ ystupu. ˇ Z´ adná, je-li negativn´ı, default je 0. V´ ystup z knihoven na stderr m´ısto stdout. Default je Yes. Endian pro neformátované I/O. Hodnoty jsou BIG, LITTLE nebo NATIVE. Default je NATIVE. Pouˇz´ıvat CR zanky pro konce záznam˚ u ve formátovaném v´ ystupu. Default je TRUE na Windows (ale ne Cygwin), FALSE jinde. CRLF na vstupu brát jako LF - konec záznamu. Default je TRUE. Ignoruje ˇcten´ı za koncem souboru v sekvenˇcn´ım módu. Default je FALSE. Adresáˇr pro scratch soubory. Nen´ı-li nastaveno, uˇzije se promˇenn´ a TMP. Nen´ı-li nastavena TMP, pouˇzije se /var/tmp. Je-li TRUE, veˇsker´ y v´ ystup se nebufferuje. Zpomaluje menˇs´ı z´ apisy, ale m˚ uˇze b´ yt uˇziteˇcné, je-li tˇreba data okamˇzitˇe zapisovat. Default je FALSE. Je-li TRUE, vypisuje jméno souboru a ˇc´ıslo ˇrádku bˇehové chyby. Default je TRUE. Je-li TRUE, kódy STOP se pˇredávaj´ı systému. Default TRUE. Vypisuje plus pˇred kladná ˇc´ısla. Default je FALSE. Defaultn´ı maximáln´ı délka záznamu pro sekvenˇcn´ı soubory. Nejuˇziteˇcnˇejˇs´ı pro kontrolu délky ˇrádk˚ u pˇredpˇripojen´ ych jednotek. Default je 50000000. Oddˇelovaˇc pro seznamem ˇr´ızen´ y v´ ystup. M˚ uˇze obsahovat libovoln´ y poˇcet mezer a nejv´ yˇs jednu ˇcárku. Default je jediná mezera. Nejvyˇsˇs´ı mocnina des´ıtky, pro niˇz se jeˇstˇe nepouˇzije E formát. Default 6. 8

G95 COMMA G95 EXPAND UNPRINTABLE

Boolean Boolean

G95 QUIET

Boolean

G95 SYSTEM CLOCK

Integer

G95 SEED RNG

Boolean

G95 MINUS ZERO

Boolean

G95 ABORT

Boolean

G95 MEM INIT

String

G95 MEM SEGMENTS

Integer

G95 MEM MAXALLOC

Boolean

G95 MEM MXFAST

Integer

G95 MEM TRIM THRESHOLD

Integer

G95 MEM TOP PAD

Integer

G95 SIGHUP

String

G95 SIGINT G95 SIGQUIT G95 CHECKPOINT

String String Integer

G95 CHECKPOINT MSG G95 FPU ROUND

Boolean String

G95 FPU PRECISION

String

G95 FPU DENORMAL

Boolean

G95 FPU INVALID

Boolean

G95 G95 G95 G95

Boolean Boolean Boolean Boolean

FPU FPU FPU FPU

ZERODIV OVERFLOW UNDERFLOW INEXACT

G95 FPU EXCEPTIONS

Boolean

G95 UNIT x G95 UNBUFFERED x

String Boolean

Pouˇzije ˇcárku jako desetinn´ y oddˇelovaˇc v I/O. Default FALSE. Tiskne jinak netisknutelné znaky ve formátovaném v´ ystupu pˇres \-sekvence. Default FALSE. Potlaˇc´ı znaky p´ıpnut´ı (\a) ve formátovaném v´ ystupu. Default FALSE. Poˇcet tik˚ u za sekundu, které pouˇz´ıvá vestavˇená funkce SYSTEM CLOCK(). Nula hodiny vyp´ıná. Default je 100000. Je-li TRUE, automaticky provád´ı random seed pˇri spuˇstˇen´ı programu. Default FALSE. Je-li TRUE, tiskne nulu vˇzdy bez znaménka. Tradiˇcn´ı ale ne standardn´ı. Default FALSE. Je-li TRUE, udˇelá v´ ypis jádra pˇri abnormáln´ım ukonˇcen´ı programu. Uˇziteˇcné pro lokalizaci problém˚ u. Default FALSE. Kontroluje inicializaci alokované pamˇeti. Default je NONE pro ˇza´dnou inicializaci (rychlejˇs´ı), NAN pro Not-a-Number (v hexu 0x00f95) nebo vybraná hexadecimáln´ı hodnota. Maximáln´ı poˇcet stále alokovan´ ych pamˇeˇtov´ ych segment˚ u zobrazen´ ych pˇri ukonˇcen´ı programu. 0 znamená ˇzádné, ménˇe neˇz 0 znamená vˇsechny. Default je 25. Je-li TRUE, ukazuje se maximáln´ı poˇcet byt˚ u alokovan´ ych za bˇehu programu. Default FALSE. Maximáln´ı velikost alokac´ı zpracovávan´ ych pˇres fastbins. Fastbins jsou rychlejˇs´ı al snáze se fragmentuj´ı. Default je 64 byt˚ u. Amount of top-most memory to keep around until it is returned to the operating system. -1 prevents returning memory to the system. Useful in long-lived programs. Default 262144. Mnoˇzstv´ı pamˇeti nav´ıc pˇri alokaci od systému. M˚ uˇze zrychlit budouc´ı alokace. Default 0. Chován´ı programu pˇri signálu SIGHUP: IGNORE, ABORT, DUMP nebo DUMP-QUIT. Default ABORT. Jen na Unixech. Totéˇz pˇri SIGINT. Totéˇz pˇri SIGQUIT. Na Linuxu x86, poˇcet sekund mezi checkpointy (v´ ypisy corefile), nula znamená bez v´ ypis˚ u. Je-li TRUE, ohlási checkpoint procesu na stderr. Default TRUE. Nastavuje reˇzim zaokrouhlován´ı v plovouc´ı ˇcárce. M˚ uˇze b´ yt NEAREST, UP, DOWN, ZERO. Default je NEAREST. Pˇresnost meziv´ ysledk˚ u. M˚ uˇze b´ yt 24, 53 a 64. Default 64. Jen na x86 a kompatibiln´ıch. Vyvolá v´ yjimku plovouc´ı ˇcárky pˇri v´ yskytu denormalizované hodnoty. Default FALSE. Vyvolá v´ yjimku plovouc´ı ˇcárky pˇri neplatné operaci. Default FALSE. Vyvolá v´ yjimku plovouc´ı ˇcárky pˇri dˇelen´ı nulou. Default FALSE. Vyvolá v´ yjimku plovouc´ı ˇcárky pˇri pˇreteˇcen´ı. Default FALSE. Vyvolá v´ yjimku plovouc´ı ˇcárky pˇri podteˇcen´ı. Default FALSE. Vyvolá v´ yjimku plovouc´ı ˇcárky pˇri ztrátˇe pˇresnosti. Default FALSE. Zda maj´ı b´ yt maskované v´ yjimky plovouc´ı ˇcárky ukázány na konci programu. Default FALSE. Pˇrenastav´ı defaultn´ı jméno pro I/O jednotku x. Default je fort.x Je-li TRUE, I/O jednotka x nen´ı bufferována. Default FALSE. 9

Bˇehové chybové kódy Spuˇstˇen´ı programu pˇreloˇzeného g95 s volbou –g95 vyp´ıˇse tento seznam chybov´ ych kód˚ u na standardn´ı v´ ystup. -2 Konec z´ aznamu -1 Konec souboru ´ eˇsné ukonˇcen´ı 0 Uspˇ K´ ody operaˇcn´ıho systému (1 - 199) 200 Conflicting statement options 201 Bad statement option 202 Missing statement option 203 Soubor jiˇz otevˇren v jiné jednotce 204 Nepˇripojen´ a jednotka 205 Chyba FORMAT 206 Nespr´ avn´ a ACTION ˇ ı za z´ 207 Cten´ aznam ENDFILE ˇ 208 Spatn´ a hodnota bˇehem ˇcten´ı 209 Numerické pˇreteˇcen´ı pˇri ˇcten´ı 210 Nedostatek pamˇeti 211 Pole jiˇz je alokov´ ano 212 Dealokace ˇspatného pointeru 214 Neplatn´ y z´ aznam v neform´ atovaném sekvenˇcn´ım I/O ˇ ı v´ıce dat neˇz je velikost z´ 215 Cten´ aznamu (RECL) 216 Z´ apis v´ıce dat neˇz je velikost z´ aznamu (RECL)

Vˇeci z Fortranu 2003 G95 implementuje nˇekolik ˇc´ ast´ı Fortranu 2003. Viz diskuse o vˇsech novinkách Fortranu 2003 na: http://www.kcl.ac.uk/kis/support/cit/fortran/john reid new 2003.pdf. • Jsou k dispozici n´ asleduj´ıc´ı vestavˇené procedury: COMMAND ARGUMENT COUNT(), GET COMMAND ARGUMENT(), GET COMMAND() a GET ENVIRONMENT VARIABLE() • Re´ alné indexy DO cykl˚ u nejsou povoleny. • Lze uˇz´ıvat hranaté z´ avorky [ a ] coby alternativu k (/ a /) pro konstruktory pol´ı. • TR 15581 - rozˇs´ıˇren´ı alokovateln´ ych entit. Umoˇzn ˇuje specifikovat atribut ALLOCATABLE pro form´ aln´ı argumenty procedur, n´ avratové hodnoty funkc´ı a komponenty struktur. • Stream I/O - specifikace FORM=’STREAM’ umoˇzn ˇuje Fortranskému programu ˇc´ıst a zapisovat bin´ arn´ı soubory bez pouˇz´ıv´ an´ı z´ aznam˚ u. Clive Page napsal pojednán´ı o této schopnosti: http://www.star.le.ac.uk/~cgp/streamIO.html. • Pˇr´ıkaz IMPORT. Lze uˇz´ıt v tˇele INTERFACE pro zpˇr´ıstupnˇen´ı entit z okol´ı (modulu, procedury). • Evropsk´ a konvence pro re´ aln´ a ˇc´ısla – volba DECIMAL=’COMMA’ v pˇr´ıkazech OPEN, READ a WRITE podporuje re´ aln´ a ˇc´ısla s desetinnou ˇc´ arkou m´ısto teˇcky. • MIN() a MAX() funguj´ı i s ˇretˇezci a znaky. • Atribut VALUE umoˇzn ˇuje specifikovat pˇredáván´ı parametru hodnotou. • Konstruktory struktur z F2003. • Procedur´ aln´ı ukazatele z F2003. • Interoperabilita s C - konstrukce BIND(C), modul ISO C BINDING.

V´ıcejazyˇcné programován´ı Aˇckoli g95 produkuje samostatné programy, obˇcas je potˇreba spolupráce si jin´ ymi jazyky, nejˇcastˇeji C. Prvn´ı pot´ıˇz s kombinac´ı v´ıce jazyk˚ u jsou jména veˇrejn´ ych symbol˚ u. G95 se drˇz´ı konvence f2c: pˇripojuje za veˇrejn´ a jména podtrˇz´ıtko, dvˇe podtrˇz´ıtka za jména obsahuj´ıc´ı podtrˇz´ıtko. Volbami -fno-second-underscore a -fno-underscoring lze pˇrimˇet g95 k vyprodukován´ı jmen kompatibiln´ıch s vaˇs´ım C pˇrekladaˇcem. M˚ uˇzete pouˇz´ıt utilitu nm na objektové .o soubory produkované obˇema pˇrekladaˇci ke kontrole vyprodukovan´ ych jmen. 10

G95 produkuje veˇrejn´ a jména v mal´ ych p´ısmenech, pokud mu nezadáte volbu -fupper-case, v kterémˇzto pˇr´ıpadˇe pouˇzije velk´ a p´ısmena. Jména entit v modulech jsou reprezentovány jako module-name MP entityname. Pˇri v´ıcejazyˇcném programov´ an´ı lze rozliˇsit dva hlavn´ı pˇr´ıpady: Volán´ı C procedur z Fortranu, a vol´ an´ı Fortransk´ ych procedur z C. Prvn´ı pˇr´ıpad nic speciáln´ıho nepotˇrebuje (pozor, neplat´ı pro C++). Ve druhém pˇr´ıpadˇe, vol´ an´ı Fortranu z C, budou Fortranské podprogramy nˇekdy volat knihovn´ı funkce, které oˇcek´ avaj´ı nˇejak inicializovanou haldu a jiné vˇeci. Bˇehové prostˇred´ı g95 lze inicializovat z C volán´ım g95 runtime start() a finalizovat pomoc´ı g95 runtime stop(). Prototyp g95 runtime start() je: void g95 runtime start(int argc, char *argv[]); Nen´ı-li pˇr´ıstup k argument˚ um pˇr´ıkazové ˇrádky (napˇr. jde o knihovnu), nebo nejsou-li potˇreba, lze pˇredat argc=0 a argv=NULL. Na OSX, pouˇzijte -lSystemStubs pˇri v´ıcejazyˇcném programován´ı. F2003 spoupr´ aci s C velmi zjednoduˇsuje. Atribut BIND(C) umoˇzn ˇuje kontrolovat jména Fortransk´ ych symbol˚ u tak, aby se na nˇe bylo moˇzné sn´ aze odkazovat z C (nebo jin´ ych jazyk˚ u). Napˇr´ıklad: SUBROUTINE foo(a) BIND(C) Tento tvar vytvoˇr´ı symbol jménem foo bez pˇridan´ ych podtrˇz´ıtek. Vˇsechna p´ısmena jsou malá. Podobn´ y tvar je: SUBROUTINE foo(a) BIND(C, name=’Foo1’) T´ım se symbol pojmenuje Foo1. Unitˇr Fortranu se na podprogram stále odkazujeme jako na foo, FOO atd. Programy v C pˇred´ avaj´ı argumenty hodnotoum zat´ımco Fortran (normálnˇe) odkazem. F2003 atribut VALUE specifikuje argumenty pˇred´ avané hodnotou. Pˇr´ıklad: SUBROUTINE foo(a) INTEGER, VALUE :: a ... Podprogram takto definovan´ y lze z Fortranu stále normálnˇe volat s t´ım omezen´ım, ˇze formáln´ı argumenty uˇz nejsou asociov´ any s aktu´ aln´ımi a zmˇena formáln´ıho argumentu se na aktuáln´ım neprojev´ı. Glob´ aln´ı promˇenné lze zpˇr´ıstupnit podobnˇe. Následuj´ıc´ı podprogram vyp´ıˇse hodnotu promˇenné VAR, kter´ a by jinak byla z Fortranu nepˇr´ıstupn´ a. SUBROUTINE print it INTEGER, BIND(C, name=’VAR’) :: v PRINT *, v END SUBROUTINE Zat´ımco fortran rozliˇsuje r˚ uzné druhy (kinds) základn´ıch typ˚ u, C definuje vˇse jak r˚ uzné typy. Pro zajiˇsten´ı vz´ ajemné korespondence typ˚ u obsahuje vestavˇen´ y modul ISO C BINDING následuj´ıc´ı druhové konstanty (PARAMETER): c c c c c c c c c

int short long long long signed char size t intptr t float double

Integer kind pro C int Integer kind pro C short Integer kind pro C long Integer kind pro C long long Integer kind pro C char Integer kind pro C size t Integer kind of the same size as C pointers Real kind pro C float Real kind pro C double

V modulu ISO C BINDING je i spousta dalˇs´ıch vˇec´ı. Pˇr´ıklad pouˇzit´ı: SUBROUTINE foo USE, INTRINSIC :: ISO C BINDING INTEGER(KIND=C INT) :: int var INTEGER(KIND=C LONG LONG) :: big integer REAL(KIND=C FLOAT) :: float var ... 11

Pouˇzit´ı generátoru pseudonáhodných ˇc´ısel REAL INTENT(OUT):: harvest CALL random number(harvest) Napln´ı REAL promˇennou harvest (skal´ ar nebo pole) pseudonáhodn´ ym ˇc´ısly , 0 ≤ harvest < 1. Nastaven´ı seedu gener´ atoru: INTEGER, OPTIONAL, INTENT(OUT) :: sz INTEGER, OPTIONAL, INTENT(IN) :: pt(n1) INTEGER, OPTIONAL, INTENT(OUT) :: gt(n2) CALL random seed(sz,pt,gt) sz je minim´ aln´ı poˇcet integer˚ u potˇrebn´ ych pro seed, g95 staˇc´ı ˇctyˇri. Argument pt je pole integer˚ u velikosti n1 ≥ sz, obsahuj´ıc´ı uˇzivatelské hodnoty seedu. Argument gt je pole integer˚ u velikosti n2 ≥ sz, do nˇejˇz se uloˇz´ı dosavadn´ı seed. u inicializuje seed na základˇe aktuáln´ıho ˇcasu - t´ım se zajist´ı genVol´ an´ı RANDOM SEED() bez argument˚ erov´ an´ı r˚ uzn´ ych posloupnost´ı pseudon´ ahodn´ ych ˇc´ısel pokaˇzdé, kdyˇz je program znovu spuˇstˇen. Totéˇz se provede automaticky, je-li nastavena promˇenná prostˇred´ı G95 SEED RNG na TRUE. V opaˇcném pˇr´ıpadˇe, RANDOM NUMBER() vˇzdy generuje stejnou sekvenci. Pouˇzit´ y gener´ ator je xor-shift gener´ ator, jehoˇz autorem je George Marsaglia.

P ˇreddefinovaná makra preprocesoru Vˇzdy jsou definov´ ana makra: G95 0 G95 MINOR 91 FORTRAN 95 GNUC 4 Podm´ınˇen´ a makra jsou: unix windows hpux linux solaris irix aix netbsd freebsd openbsd cygwin

Schopnost Corefile Resume Na x86 Linuxov´ ych systémech lze provádˇen´ı programu pˇreloˇzeného g95 pozastavit a obnovit. Pˇreruˇs´ı-li se program sign´ alem QUIT, obvykle generovan´ ym stiskem Ctrl-zpˇetné lom´ıtko, program vytvoˇr´ı v aktu´ aln´ım adres´ aˇri spustiteln´ y soubor jménem dump (ale nepˇreruˇs´ı bˇeh). Spuˇstˇen´ı tohoto souboru kdykoli pozdˇeji po skonˇcen´ı nebo pˇreruˇsen´ı programu, obnov´ı provádˇen´ı vaˇseho programu v m´ıstˇe, kde byl checkpoint poˇr´ızen. Ilustruje to n´ asleduj´ıc´ı sezen´ı: andy@fulcrum:~/g95/g95 % cat tst.f90 b = 0.0 do i=1, 10 do j=1, 3000000 call random number(a) a = 2.0*a - 1.0 b = b + sin(sin(sin(a))) enddo print *, i, b enddo end andy@fulcrum:~/g95/g95 % g95 tst.f90 andy@fulcrum:~/g95/g95 % a.out 1 70.01749 2 830.63153 3 987.717 4 316.48703 5 -426.53815 12

6 25.407673 (control-\ hit) Process dumped 7 -694.2718 8 -425.95465 9 -413.81763 10 -882.66223 andy@fulcrum:~/g95/g95 % ./dump Restarting ............Jumping 7 -694.2718 8 -425.95465 9 -413.81763 10 -882.66223 andy@fulcrum:~/g95/g95 % Otevˇrené soubory mus´ı b´ yt pˇr´ıtomny na stejn´ ych m´ıstech jako v p˚ uvodn´ım procesu. Pˇri v´ıcejazyˇcném programov´ an´ı schopnost nemus´ı fungovat. Nejd˚ uleˇzitˇejˇs´ı pouˇzit´ı je zachován´ı bˇehu pˇres reboot nebo odhl´ aˇsen´ı, lze pouˇz´ıt i k pˇrekon´ an´ı limit˚ u na behov´ y ˇcas proces˚ u, nebo i pˇrenos bˇeˇz´ıc´ıho programu na jin´ y stroj. Automatické generov´ an´ı checkpoint˚ u lze zapnout nastaven´ım promˇenné prostˇred´ı G95 CHECKPOINT na poˇcet sekund mezi v´ ypisy. Nula znamen´ a bez v´ ypis˚ u. Nov´ y v´ ypis pˇrep´ıˇse star´ y.

Chytrý pˇreklad Uvaˇzujme modul foo jehoˇz zdroj je v souboru foo.f95. Lze rozliˇsit dva druhy zmˇen ve foo.f95: 1. Zmˇeny které mˇen´ı vnˇejˇs´ı vzhled foo, napˇr. zmˇena typu nebo rozhran´ı procedury; 2. Vnitˇrn´ı zmˇeny, ovlivˇ nuj´ıc´ı jen implementaci, napˇr. oprava chyby v kódu. Oba druhy zmˇen obecnˇe zmˇen´ı objektov´ y kód foo.o, ale jen prvn´ı druh opravdu zmˇen´ı foo.mod. Kdyˇz g95 znovu pˇrekl´ ad´ a modul, detekuje zda soubor .mod potˇrebuje update, a pokud jde o zmˇenu typu 2, ponech´ a star´ y soubor .mod nezmˇenˇen´ y (vˇcetnˇe data). Tato schopnost g95 br´ an´ı zbyteˇcn´ ym kompilaˇcn´ım kaskádám pˇri sestavován´ı velk´ ych program˚ u. Zavis´ıˇ pˇr´ımo (kv˚ li mnoho r˚ uzn´ ych zdroj´ ak˚ u na foo.mod, bud uli USE FOO) nebo nepˇr´ımo (uˇzit´ım modulu kter´ y pouˇz´ıv´ a foo, nebo uˇzit´ım modulu kter´ y pouˇz´ıvá modul kter´ y pouˇz´ıvá foo, atd). Zmˇena typu 1 ve foo.f95 zp˚ usob´ı rekompilaci vˇsech z´ avisl´ ych zdrojov´ ych soubor˚ u; naˇstˇest´ı takové zmˇeny nejsou nejˇcastˇejˇs´ı (alespoˇ n je-li interface peˇclivˇe navrˇzeno pˇredem). Bˇeˇzn ˇejˇs´ı zmˇeny typu 2 zp˚ usob´ı jen rekompilaci foo.f95 samotného, naˇceˇz lze rovnou sestavit program s nov´ ym foo.o.

G95 Rozˇs´ıˇrené vestavˇené funkce ACCESS INTEGER FUNCTION access(filename, mode) CHARACTER(LEN=*) :: filename CHARACTER(LEN=*) :: mode END FUNCTION access Kontroluje zda je soubor filename pˇr´ıstupn´ y ve specifikovaném módu, kde mód je jedno nebo v´ıce p´ısmen rwxRWX. Vr´ at´ı nulu je-li to tak, nenulovou hodnotu, je-li nˇeco ˇspatnˇe. ALGAMA REAL FUNCTION algama(x) REAL, INTENT(IN) :: x END FUNCTION algama Poˇc´ıt´ a pˇrirozen´ y logaritmus Γ(x). ALGAMA je elementáln´ı funkce pouˇzitelná na jak´ ykoliv reáln´ y typ. 13

BESJ0 REAL FUNCTION besj0(x) REAL, INTENT(IN) :: x END FUNCTION besj0 Poˇc´ıt´ a Besselovu funkci nultého ˇr´ adu prvn´ıho druhu. Elementáln´ı funkce. BESJ1 REAL FUNCTION besj1(x) REAL, INTENT(IN) :: x END FUNCTION besj1 Poˇc´ıt´ a Besselovu funkci prvn´ıho ˇr´ adu prvn´ıho druhu. Elementáln´ı funkce. BESJN REAL FUNCTION besjn(n,x) INTEGER, INTENT(IN) :: n REAL, INTENT(IN) :: x END FUNCTION besjn Poˇc´ıt´ a Besselovu funkci n-tého ˇr´ adu prvn´ıho druhu. Elementáln´ı funkce. BESY0 REAL FUNCTION besy0(x) REAL, INTENT(IN) :: x END FUNCTION besy0 Poˇc´ıt´ a Besselovu funkci nultého ˇr´ adu druhého druhu. Elementáln´ı funkce. BESY1 REAL FUNCTION besy1(x) REAL, INTENT(IN) :: x END FUNCTION besy1 Poˇc´ıt´ a Besselovu funkci prvn´ıho ˇr´ adu druhého druhu. Elementáln´ı funkce. BESYN REAL FUNCTION besyn(n,x) INTEGER, INTENT(IN) :: n REAL, INTENT(IN) :: x END FUNCTION besyn Poˇc´ıt´ a Besselovu funkci n-tého ˇr´ adu druhého druhu. Elementáln´ı funkce. CHMOD INTEGER FUNCTION chmod(file,mode) CHARACTER(LEN=*), INTENT(IN) :: file INTEGER, INTENT(IN) :: mode END FUNCTION chmod Zmˇen´ı unixov´ a pr´ ava k souboru. Vrac´ı nenulovou hodnotu pˇri chybˇe. DBESJ0 DOUBLE PRECISION FUNCTION dbesj0(x) DOUBLE PRECISION, INTENT(IN) :: x END FUNCTION dbesj0 viz BESJ0. DBESJ1 DOUBLE PRECISION FUNCTION dbesj1(x) DOUBLE PRECISION, INTENT(IN) :: x END FUNCTION dbesj1 viz BESJ1. 14

DBESJN DOUBLE PRECISION FUNCTION dbesjn(n,x) INTEGER, INTENT(IN) :: n DOUBLE PRECISION, INTENT(IN) :: x END FUNCTION dbesjn viz BESJN. DBESY0 DOUBLE PRECISION FUNCTION dbesy0(x) DOUBLE PRECISION, INTENT(IN) :: x END FUNCTION debsy0 viz BESY0. DBESY1 DOUBLE PRECISION FUNCTION dbesy1(x) DOUBLE PRECISION, INTENT(IN) :: x END FUNCTION dbesy1 viz BESY1. DBESYN DOUBLE PRECISION FUNCTION dbesyn(n,x) INTEGER, INTENT(IN) :: n REAL, INTENT(IN) :: x END FUNCTION dbesyn viz BESYN. DCMPLX DOUBLE COMPLEX FUNCTION dcmplx(x,y) END FUNCTION dcmplx Double precision CMPLX, x a y mohou b´ yt libovolného typu a druhu. DERF DOUBLE PRECISION FUNCTION derf(x) DOUBLE PRECISION, INTENT(IN) :: x END FUNCTION derf viz ERF. DERFC DOUBLE PRECISION FUNCTION derfc(x) DOUBLE PRECISION, INTENT(IN) :: x END FUNCTION derfc viz ERFC. DFLOAT DOUBLE PRECISION FUNCTION dfloat(x) END FUNCTION dfloat Alias pro DBLE. DGAMMA DOUBLE PRECISION FUNCTION dgamma(x) DOUBLE PRECISION, INTENT(IN) :: x END FUNCTION dgamma Viz GAMMA. DLGAMA DOUBLE PRECISION FUNCTION dlgama(x) DOUBLE PRECISION, INTENT(IN) :: x END FUNCTION dlgama viz ALGAMA. 15

DREAL DOUBLE PRECISION FUNCTION dreal(x) END FUNCTION dreal Alias pro DBLE. DTIME REAL FUNCTION dtime(tarray) REAL, OPTIONAL, INTENT(OUT) :: tarray(2) END FUNCTION dtime viz ETIME. ERF REAL FUNCTION erf(x) REAL, INTENT(IN) :: x END FUNCTION erf Poˇc´ıt´ a chybovou funkci x. Element´ aln´ı funkce. ERFC REAL FUNCTION erfc(x) REAL, INTENT(IN) :: x END FUNCTION erfc Poˇc´ıt´ a doplˇ nkovou chybovou funkci x. Elementáln´ı funkce. ETIME REAL FUNCTION etime(tarray) REAL, OPTIONAL, INTENT(OUT) :: tarray(2) END FUNCTION etime Nastav´ı tarray(1) na poˇcet uplynul´ ych sekund uˇzivatelského ˇcasu v aktuáln´ım procesu. tarray(2) nastav´ı na poˇcet uplynul´ ych sekund systémového ˇcasu v aktuáln´ım procesu. Vrac´ı souˇcet tˇechto ˇcas˚ u. FNUM INTEGER FUNCTION fnum(unit) INTEGER, INTENT(IN) :: unit END FUNCTION fnum Vrac´ı deskriptor odpov´ıdaj´ıc´ı Fortranské I/O jednotce unit. Vrac´ı −1 nen´ı-li jednotka pˇripojena. FSTAT INTEGER FUNCTION fstat(unit, sarray) INTEGER, INTENT(IN) :: unit INTEGER, INTENT(OUT) :: sarray(13) END FUNCTION fstat Z´ısk´ a u ´daje o souboru otevˇreném na I/O jednotce unit a uloˇz´ı je do pole sarray(1:13). Hodnoty jsou ˇ ıslo zaˇr´ızen´ı, sarray(2) ˇc´ıslo Inextrhov´ any ze struktury stat pouˇz´ıvané libc funkc´ı fstat(): sarray(1) C´ ode, sarray(3) m´ od souboru, sarray(4) poˇcet link˚ u, sarray(5) uid vlastn´ıka, sarray(6) gid vlastn´ıka, sarray(7) typ zaˇr´ızen´ı, sarray(8) velikost souboru. sarray(9) ˇcas pˇr´ıstupu, sarray(10) ˇcas modifikace, sarray(11) ˇcas zmˇeny, sarray(12) velikost bloku, sarray(13) alokované bloky. FDATE CHARACTER(LEN=*) FUNCTION fdate() END FUNCTION fdate Vrac´ı aktu´ aln´ı datum a ˇcas jako Day Mon dd hh:mm:ss yyyy. FTELL INTEGER FUNCTION ftell(unit) INTEGER, INTENT(IN) :: unit END FUNCTION ftell Vr´ at´ı aktu´ aln´ı offset souboru na jednotce unit nebo −1 nen´ı-li jednotka pˇripojena. 16

GAMMA REAL FUNCTION gamma(x) REAL, INTENT(IN) :: x END FUNCTION gamma Poˇc´ıt´ a Γ(x). GAMMA je generick´ a funkce. GETCWD INTEGER FUNCTION getcwd(name) CHARACTER(LEN=*), INTENT(OUT) :: name END FUNCTION Uloˇz´ı aktu´ aln´ı adres´ aˇr do name. Vrac´ı nenulovou hodnotu v pˇr´ıpadˇe chyby. GETGID INTEGER FUNCTION getgid() END FUNCTION getgid Vrac´ı id skupiny aktu´ aln´ıho procesu. GETPID INTEGER FUNCTION getpid() END FUNCTION getpid Vrac´ı id aktu´ aln´ıho procesu. GETUID INTEGER FUNCTION getuid() END FUNCTION getuid Vrac´ı id uˇzivatele. HOSTNM INTEGER FUNCTION hostnm(name) CHARACTER(LEN=*), INTENT(OUT) :: name END FUNCTION hostnm Nastav´ı name name na systémové hostitelské jméno. Vrac´ı nenulovou hodnotu v pˇr´ıpadˇe chyby. IARGC INTEGER FUNCTION iargc() END FUNCTION iargc Vrac´ı poˇcet argument˚ u pˇr´ıkazové ˇr´ adky (mimo program samotn´ y). ISATTY LOGICAL FUNCTION isatty(unit) INTEGER, INTENT(IN) :: unit END FUNCTION isatty Vrac´ı .true. je-li I/O jednotka unit pˇripojena k terminálu. ISNAN LOGICAL FUNCTION isnan(x) REAL, INTENT(IN) :: x END FUNCTION isnan Vrac´ı .true. je-li x Not-a-Number (NaN). Elementáln´ı funkce. LINK INTEGER FUNCTION link(path1, path2) CHARACTER(LEN=*), INTENT(IN) :: path1, path2 END FUNCTION link Vyrob´ı tvrd´ y odkaz path1 na path2. 17

LNBLNK INTEGER FUNCTION lnblnk(string) CHARACTER(LEN=*), INTENT(IN) :: string END FUNCTION lnblnk Alias pro standardn´ı funkci len trim. LSTAT INTEGER FUNCTION LSTAT(file, sarray) CHARACTER(LEN=*), INTENT(IN) :: file INTEGER, INTENT(OUT) :: sarray(13) END FUNCTION LSTAT Je-li file symbolick´ y odkaz vrac´ı data o odkazu samotném. Viz FSTAT(). Vrac´ı nenulovou hodnotu v pˇr´ıpadˇe chyby. RAND REAL FUNCTION rand(x) INTEGER, OPTIONAL, INTENT(IN) :: x END FUNCTION rand Varc´ı pseudon´ ah. ˇc´ıslo s rovnom. rozdˇelen´ım v intervalu 0 ≤ rand < 1. Je-li x rovno 0, vrac´ı se dalˇs´ı ˇc´ıslov sekvenci. Je-li x rovno 1, gener´ ator se restartuje volán´ım srand(0). Má-li x jinou hodnotu, je pouˇzita jako nov´ y seed pro srand(). SECNDS INTEGER FUNCTION secnds(t) REAL, INTENT(IN) :: t END FUNCTION secnds Vrac´ı m´ıstn´ı ˇcas v sekund´ ach od p˚ ulnoci minus t. SIGNAL FUNCTION signal(signal, handler) INTEGER, INTENT(IN) :: signal PROCEDURE, INTENT(IN) :: handler END FUNCTION signal Interface k unixové funkci signal. Vrac´ı nenulovou hodnotu v pˇr´ıpadˇe chyby. SIZEOF INTEGER FUNCTION sizeof(object) END FUNCTION sizeof Argument object je v´ yraz, promˇenn´ a nebo typ. Vrac´ı velikost object v bytech. STAT INTEGER FUNCTION stat(file, sarray) CHARACTER(LEN=*), INTENT(IN) :: file INTEGER, INTENT(OUT) :: sarray(13), status END FUNCTION stat viz FSTAT. SYSTEM INTEGER FUNCTION system(cmd) CHARACTER(LEN=*), INTENT(IN) :: cmd END FUNCTION system Spust´ı extern´ı pˇr´ıkaz cmd. Vr´ at´ı jeho n´ avratov´ y kód. TIME INTEGER FUNCTION time() END FUNCTION time Vrac´ı aktu´ aln´ı ˇcas zak´ odovan´ y v celém ˇc´ısle jako u UNIXové funkce time. 18

UNLINK INTEGER FUNCTION unlink(file) CHARACTER(LEN=*), INTENT(IN) :: file END FUNCTION unlink Odlinkuje (smaˇze) soubor file. Vrac´ı nenulovou hodnotu v pˇr´ıpadˇe chyby. %VAL() Aplikov´ ana na aktu´ aln´ı argument pˇri vol´ an´ı funkce, zp˚ usob´ı jeho pˇredán´ı hodnotou. Tato pseudofunkce nen´ı doporuˇcena, a je zahrnuta jen kv˚ uli kompatibilitˇe. F2003 atribut VALUE je standardn´ı mechanismus. %REF() Totéˇz, jen zajiˇsˇtuje pˇred´ an´ı odkazem.

G95 rozˇs´ıˇrené vnitˇrn´ı subrutiny ABORT SUBROUTINE abort() END SUBROUTINE abort Ukonˇc´ı program s v´ ypisem j´ adra zasl´ an´ım signálu SIGABORT sobˇe (Unix). CHDIR SUBROUTINE chdir(dir) CHARACTER(LEN=*), INTENT(IN) :: dir END SUBROUTINE Nastv´ı aktu´ aln´ı adres´ aˇr na dir. DTIME SUBROUTINE dtime(tarray, result) REAL, OPTIONAL, INTENT(OUT) :: tarray(2), result END SUBROUTINE dtime viz funkce ETIME. ETIME SUBROUTINE etime(tarray, result) REAL, OPTIONAL, INTENT(OUT) :: tarray(2), result END SUBROUTINE etime viz funkce ETIME. EXIT SUBROUTINE exit(code) INTEGER, OPTIONAL, INTENT(IN) :: code END SUBROUTINE exit Ukonˇc´ı program s v´ ystupn´ım k´ odem code po zavˇren´ı otevˇren´ ych I/O jednotek. Generická subrutina. FDATE SUBROUTINE fdate(date) CHARACTER(LEN=*), INTENT(OUT) :: date END SUBROUTINE fdate viz funkce FDATE. FLUSH SUBROUTINE flush(unit) INTEGER, INTENT(IN) :: unit END SUBROUTINE flush Spl´ achne I/O jednotku unit otevˇrenou pro v´ ystup. 19

FSTAT SUBROUTINE FSTAT(unit, sarray, status) INTEGER, INTENT(IN) :: unit INTEGER, INTENT(OUT) :: sarray(13), status END SUBROUTINE fstat viz funkce FSTAT. GETARG SUBROUTINE getarg(pos, value) INTEGER, INTENT(IN) :: pos CHARACTER(LEN=*), INTENT(OUT) :: value END SUBROUTINE Nastav´ı promˇennou value na pos-t´ y arhument pˇr´ıkazové ˇrádky. GETENV SUBROUTINE getenv(variable, value) CHARACTER(LEN=*), INTENT(IN) :: variable CHARACTER(LEN=*), INTENT(OUT) :: value END SUBROUTINE getenv Nastav´ı promˇennou value na hodnotu promˇenné prostˇred´ı variable. GETLOG SUBROUTINE getlog(name) CHARACTER(LEN=*), INTENT(OUT) :: name END SUBROUTINE getlog Vrac´ı pˇrihlaˇsovac´ı jméno procesu v promˇenné name. IDATE SUBROUTINE idate(m, d, y) INTEGER :: m, d, y END SUBROUTINE idate Nastav´ı m na aktu´ aln´ı mˇes´ıc, d na den v mˇes´ıci a y na aktuáln´ı rok. Tahle subrutine nen´ı pˇr´ıliˇs pˇrenositeln´ a V nov´ ych k´ odech pouˇzijte standardn´ı subrutinu DATE AND TIME. LSTAT SUBROUTINE lstat(file,sarray,status) CHARACTER(LEN=*), INTENT(IN) :: file INTEGER, INTENT(OUT) :: sarray(13), status END SUBROUTINE lstat Viz funkce LSTAT. RENAME SUBROUTINE rename(path1, path2, status) CHARACTER(LEN=*), INTENT(IN) :: path1, path2 INTEGER, OPTIONAL, INTENT(OUT) :: status END SUBROUTINE rename Pˇrejmenuje soubor path1 na path2. Je-li pˇr´ıtomen argument status, je nastaven na nenulovou hodnotu v pˇr´ıpadˇe chyby. SIGNAL SUBROUTINE signal(signal, handler, status) INTEGER, INTENT(IN) :: signal PROCEDURE, INTENT(IN) :: handler INTEGER, INTENT(OUT) :: status END SUBROUTINE signal Viz funkce SIGNAL. 20

SLEEP SUBROUTINE sleep(seconds) INTEGER, INTENT(IN) :: seconds END SUBROUTINE sleep Zp˚ usob´ı ˇcek´ an´ı procesu na seconds sekund. SRAND SUBROUTINE srand(seed) INTEGER, INTENT(IN) :: seed END SUBROUTINE srand Reinicializuje gener´ ator pseudon´ ahodn´ ych ˇc´ısel. Viz C funkce srand(). STAT SUBROUTINE stat(file, sarray, status) CHARACTER(LEN=*), INTENT(IN) :: file INTEGER, INTENT(OUT) :: sarray(13), status END SUBROUTINE Viz funkce FSTAT. SYSTEM SUBROUTINE system(cmd, result) CHARACTER(LEN=*), INTENT(IN) :: cmd INTEGER, OPTIONAL, INTENT(OUT) :: result END SUBROUTINE system Viz funkce SYSTEM. UNLINK SUBROUTINE unlink(file, status) CHARACTER(LEN=*), INTENT(IN) :: file INTEGER, INTENT(OUT) :: status END SUBROUTINE unlink Viz funkce UNLINK.

21

It s Free Crunch Time

Recommend Documents