从C 调用Fortran子例程会产生非法参数值

Calling FORTRAN subroutine from c++ yields illegal parameter value

本文关键字:非法 参数 调用 Fortran 子例程      更新时间:2023-10-16

我目前正在尝试解决特定的特征值问题(所谓的陀螺仪特征值问题)具有较大的稀疏矩阵(来自fem dsicretrization)。编程语言是C 。

EVP的标准参考为ARPACK。las,它仅实现"古典" Arnoldi过程,这不适合此类问题(C.F.结构保存方法)。

最近,我发现了此算法961参考,它也提供了一些代码 - 在Fortran中!因此,我尝试将DGHUTR例程包括在C 中,但无济于事。以下是MWE,它是C 中DGHUTR(TDGHUTR.F)测试的改编:

#include <Eigen/Dense>
#include <Eigen/Sparse>
//definition stolen from ARPACK++
#define F77NAME(x) x ## _
//Interface to the SHEIG library function DGHUTR
#ifdef __cplusplus
extern "C"
{
#endif
  void F77NAME(dghutr)( char* JOB, char* COMPQ1, char* COMPQ2, int* N, double* A, int* LDA,
                        double* DE, int* LDDE, double* C1, int* LDC1, double* VW, int* LDVW,
                        double* Q1, int* LDQ1, double* Q2, int* LDQ2, double* B, int* LDB,
                        double* F, int* LDF, double* C2, int* LDC2, double* ALPHAR, double* ALPHAI,
                        double* BETA, int* IWORK, int* LIWORK, double* DWORK,int* LDWORK, int* INFO );
#ifdef __cplusplus
}
#endif

int main(void){
  // define system sizes
  int N(8),  M(N/2);
  std::cout << "Sizes: " << N << 't' << M << std::endl;

  char job('E'),  compq1('I'),  compq2('I');
  int lda(M),  ldde(M),  ldq1(N),  ldq2(N),  ldb(M),  ldc1(M),  ldc2(M),  ldf(M),  ldvw(M);
  int ldwork = 2*N*N+std::max(4*N+4, 32);
  int liwork = N+12;

  // workspace arrays
  int* iwork = new int[liwork];
  double* dwork = new double[ldwork];
  int info(0);
  // auxiliary matrices and  vectors
  Eigen::MatrixXd F(ldf, M),  C2(ldc2, M),  Q1(ldq1, N),  Q2(ldq2, N),  B(ldb, M);
  Eigen::VectorXd alphaR(M),  alphaI(M),  beta(M);
  //matrices with data
  Eigen::MatrixXd A(lda,M), DE(ldde,M+1), C1(ldc1,M), VW(ldvw,M+1);
     A << 3.1472,   1.3236,   4.5751,   4.5717,
   4.0579,  -4.0246,   4.6489,  -0.1462,
  -3.7301,  -2.2150,  -3.4239,   3.0028,
   4.1338,   0.4688,   4.7059,  -3.5811;
   DE << 0.0000,   0.0000,  -1.5510,  -4.5974,  -2.5127,
   3.5071,   0.0000,   0.0000,   1.5961,   2.4490,  
  -3.1428,   2.5648,   0.0000,   0.0000,  -0.0596, 
   3.0340,   2.4892,  -1.1604,   0.0000,   0.0000;
   C1 <<  0.6882,  -3.3782,  -3.3435,   1.8921,
  -0.3061,   2.9428,   1.0198,   2.4815,
  -4.8810,  -1.8878,  -2.3703,  -0.4946,
  -1.6288,   0.2853,   1.5408,  -4.1618;
   VW <<  -2.4013,  -2.7102,   0.3834,  -3.9335,   3.1730,
  -3.1815,  -2.3620,   4.9613,   4.6190,   3.6869,
   3.6929,   0.7970,  0.4986,  -4.9537,  -4.1556,
   3.5303,   1.2206,  -1.4905,   0.1325,  -1.0022;
  /* outputs of each parameter save for dwork,iwork to check correctness. */
  F77NAME(dghutr)( &job, &compq1, &compq2, &N, A.data(), &lda, DE.data(), &ldde,  C1.data(), &ldc1, VW.data(), &ldvw,
                         Q1.data(), &ldq1,  Q2.data(), &ldq2,  B.data(), &ldb,
                         F.data(), &ldf,  C2.data(), &ldc2, alphaR.data(),  alphaI.data(),
                         beta.data(), iwork, &liwork, dwork, &ldwork, &info );
  std::cout << "result: " << info << std::endl;
  delete[] iwork;
  delete[] dwork;
}

汇编(使用了许多其他内容):

g++ -o eigensolver EigenSHEIGSolver.cpp -I/home/shared/eigen-eigen-1306d75b4a21  /home/shared/SHIRA/SHEVP/src/shheig64.a /home/shared/SHIRA/SLICOT_Lib/slicot64.a /home/shared/SHIRA/SLICOT_Lib/lpkaux64.a /home/shared/ATLAS/builddir/lib/libptlapack.a /home/shared/ATLAS/builddir/lib/libptcblas.a /home/shared/ATLAS/builddir/lib/libptf77blas.a /home/shared/ATLAS/builddir/lib/libatlas.a /home/shared/ATLAS/builddir/lib/libptcblas.a -lgfortran -lpthread

a,每当我运行由此产生的可执行文件时,它就会给我:

 ** On entry to DGHUTR parameter number  8 had an illegal value

我的Fortran知识非常有限,上述代码主要使用Yolinux教程混合Fortran和C和克雷文档作为参考。据我了解,例程报告了ldde变量的错误。我不知道为什么。

任何人都可以为我提供一些启示吗?

n.b。根据eigen文档:存储顺序Eigen按col-major顺序存储每个默认值矩阵,因此应与Fortran交互。而Fortran子例程dghutr是

SUBROUTINE DGHUTR( JOB, COMPQ1, COMPQ2, N, A, LDA, DE, LDDE, C1,
 $                   LDC1, VW, LDVW, Q1, LDQ1, Q2, LDQ2, B, LDB, F,
 $                   LDF, C2, LDC2, ALPHAR, ALPHAI, BETA, IWORK,
 $                   LIWORK, DWORK, LDWORK, INFO )

Update :这是修改的DGHUTR子例程的输出(基本上添加了打印):

 JOB T
 COMPQ1 I
 COMPQ2 I
 LDA          17179869188
 LDDE          34359738372
 LDC1          17179869188
 LDVW         704374636548
 LDQ1          34359738376
 LDB          17179869188
 LDF          17179869188
 LDC2          17179869188
 LIWORK                   20
 LDWORK          85899346084
 N          17179869192
 LDDE          34359738372
 INFO  6227620798727716864

,只要我用 -O2集编译,就可以看到字符和LIWORK一样正确接收。我猜有g++会破坏参数的事情。试图从gcc-5恢复到gcc-4.8并不能解决问题。没有优化,LDA值似乎在程序的每次运行上都在变化,而使用-O2编译时,它仍然固定。

我想我发现了困扰我的问题的根源。Fortran例程对优化标志收到的值的依赖性是一种一个暗示,如何通过C 解释存储的变量有问题Fortran。在寻找17179869188的特定值并找到此之后所以发帖我尝试使用库的编译器标志

当我获取切片时,我将源和图书馆与Gfortran进行了预编译,用于Linux(slicot_linux_gfortran.tar.gz)。后一个带有 OPTS = -O2 -fpic -fdefault-integer-8的制作SHHEVP例程包含以下评论。

IMPORTANT: Use the options -fPIC -fdefault-integer-8 for 64bit
architectures.

所以我按照建议做了 - 这就是问题!

删除-fdefault-integer-8并重新编译切片和Dghutr解决了我的问题。现在上面给出的代码编译和Fortran子例程接收到正确的值。计算的结果是与DGHUTR源提供的参考结果一致。

顺便说一句,大多数切片测试现在正在起作用。用旧的旗帜汇编示例停在TAB01ND上,总是会悬挂。现在我到达TMB03LD,其编译失败了

IF( LSAME( COMPQ, 'C' ) .AND. NEIG.GT.0 ) THEN              
                             1
Error: Operands of logical operator '.and.' at (1) are INTEGER(4)/LOGICAL(4)

,但现在我不关心。