Fortran ユーザーズガイド

第 1 章

ご使用になる前に

このマニュアル (および付属の『Fortran プログラミングガイド』) で説明する Sun WorkShop Fortran コンパイラ f77 および f95 は、Solaris がサポートする各種ハードウェアプラットフォームの Solaris オペレーティング環境で使用できます。コンパイラは Fortran 言語規格に準拠しており、マルチプロセッサの並列化、最適化されたコードの精巧なコンパイル、C 言語と Fortran 言語のサポートなどの拡張機能を提供しています。

Fortran コンパイラは、Sun Performance WorkShop^TM の構成要素です。Fortran 90 のコンパイラである f90 は、f95 に名前が変更されました。今回、f90 コマンドは f95 の別名になりました。どちらを使用しても、Sun Performance WorkShop 6 の Fortran 95 コンパイラを起動できます。

規格への準拠

• f77 は、ANSI X3.9-1978 Fortran 規格およびこれに対応する国際標準化機構 (ISO)1539-1980 規格に準拠しています。そのほか、 FIPS 69-1、BS 6832、MIL-STD-1753 にも準拠しています。
• f95 は、ANSI X3.198-1992、ISO/IEC 1539:1991 および ISO/IEC 1539:1997 規格に準拠するように設計されました。
• 両コンパイラの浮動小数点演算は、IEEE 754-1985 規格および国際規格の IEC 60559:1989 に準拠しています。
• SPARC プラットフォームでは、UltraSPARC^TM の実装を含む SPARC V8 および SPARC V9 の機能を利用した最適化を f77 と f90 の両方のコンパイラがサポートしています。これらの機能は『SPARC アーキテクチャマニュアル バージョン 8』
  (トッパン刊) および バージョン 9 (ISBN 0-13-099227-5) で定義されています。
• このマニュアルでは、「規格」 とは前述の規格のバージョンに準拠していることを意味します。また、これらの規格のバージョン以降の機能は、「規格外」 や 「拡張機能」 と呼ばれます。

これらの規格は規格団体によって改訂される場合があります。このコンパイラが準拠している規格のバージョンが改訂されたり、他のバージョンと交換されることがあります。その結果、Sun Fortran コンパイラのリリースが、将来的に、これまでのリリースと互換性を持たなくなる可能性があります。

Sun Fortran コンパイラの特徴

Sun Fortran コンパイラには以下の拡張機能があります。

• f77 : 引数、共通ブロック、パラメータなどの整合性をルーチン間で調べる、大域的なプログラム検査機能
• SPARC のみ : 自動的および明示的にループを並列化する機能など、マルチプロセッサシステムに対するサポートが最適化に統合されている。

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  注 - Fortran コンパイラの並列化機能には、Sun WorkShop HPC のライセンスが必要です。

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• f77 : VAX/VMS Fortran 5.0 拡張機能
  
  
  • NAMELIST
    
  • DO WHILE
    
  • 構造体、記録、共用体、マップ
    
  • 変数形式の式
    
  • 再帰
    
  • ポインタ
    
  • 倍精度複素数
    
  • SPARC : 4 倍精度実数
    
  • SPARC : 4 倍精度複素数
• TASK COMMON を含む、f95 用に拡張された CRAY 形式の並列化指令
• OpenMP 並列化指令は、f95 で受け付けられます。
• 大域的、ピープホール、および潜在的な並列化の最適化によって、パフォーマンスの高いアプリケーションが生成されます。最適化したアプリケーションの実行速度が、最適化していないコードと比較した場合、明らかに迅速であることをベンチマークが示します。
• Solaris システムでは呼び出し方式が共通しているので、C または C++ 言語で作成したルーチンを Fortran プログラムと結合できます。
• UltraSPARC プラットフォームで 64 ビットの Solaris の環境をサポートします。
• 値による呼び出し %VAL が f77 と f95 に実装されています。
• FORTRAN 77 と Fortran 95 プログラム、およびオブジェクトバイナリに互換性があります。
• f95 における間隔演算式

その他の Fortran ユーティリティ

Fortran でソフトウェアプログラムを開発するには、次のようなユーティリティを利用することができます。

• Sun WorkShop Performance Analyzer - シングルスレッドアプリケーションおよびマルチスレッドアプリケーション用の詳細なパフォーマンス解析ツール。analyzer(1) を参照してください。
• asa - この Solaris ユーティリティは、1 カラム目に Fortran の改行制御文字のあるファイルを印刷する際の Fortran の出力フィルタです。UNIX システムは改行制御を使用していないため、Fortran の改行制御規則で書式化されたファイルを UNIX のラインプリンタの規則にしたがった書式に変換するときに、asa を使用します。詳細は asa(1) を参照してください。
• fpp - Fortran ソースコードプロセッサ。fpp(1) を参照してください。
• fsplit - このユーティリティは、複数のルーチンで構成される 1 つの Fortran ファイルを、1 ルーチンが 1 ファイルに対応するように複数のファイルに分割します。FORTRAN 77 または Fortran 95 のソースファイルには fsplit を使用します。詳細は、fsplit(1) を参照してください。

デバッグユーティリティ

次のデバッグ用ユーティリティを利用することができます。

• error - (f77 のみ) コンパイルエラーメッセージと Fortran のソースファイルを統合するユーティリティです。このユーティリティは、Solaris のインストールをエンドユーザーシステムサポートではなく、開発者システムサポートでインストールした場合に限り、使用できます。また、SUNWbtool パッケージをインストールした場合にも使用できます。
• -Xlist - 引数や COMMON ブロックなどのルーチン間での整合性を検査するコンパイラオプションです。
• Sun WorkShop - dbx を使用したビジュアルなデバッギング環境を提供し、データビジュアライザおよびパフォーマンスデータコレクタが含まれます。

Sun Performance Library

Sun Performance Library^TM は、線形代数やフーリエ変換の演算に使用できる最適化サブルーチンと関数のライブラリです。このライブラリは、LAPACK、BLAS1、BLAS2、BLAS3、FFTPACK、VFFTPACK、および LINPACK といった標準ライブラリを基盤として構築されており、通常 NetLib (www.netlib.org) から利用できます。

Sun Performance Libraryに含まれている各副プログラムは、標準ライブラリのバージョンと同じ演算を行い、同じインタフェースを使用しますが、通常、マルチプロセッシング環境で実行したほうが、実行速度も速く、精度もより正確で、使いやすくなります。

詳細は、Performance_library の README ファイルおよび『Sun Performance Library User's Guide』を参照してください (パフォーマンスライブラリルーチンのマニュアルページは、3P のセクションにあります)。

区間演算

Fortran 95 のコンパイラの今回のリリースでは、新しい二つのコンパイラフラグである -xia および -xinterval が導入されました。これによって、コンパイラは、新しい言語拡張を認識し、適切なコードを生成して、区間演算計算を実行します。

詳細は、『Fortran 95 区間演算プログラミングリファレンス』を参照してください。

マニュアルページ

オンラインマニュアル (man) ページでは、コマンド、関数、サブルーチンに関する説明を迅速に参照することができます。Sun WorkShop マニュアルページにアクセスするための環境変数 MANPATH の正しい設定値については、「はじめに」を参照してください。

マニュアルページは、次のコマンドによって表示することができます。

demo$ man topic

Fortran 関連のマニュアルでは、マニュアルページへの参照が必要な箇所では、トピック名とマニュアルセクション番号を示しています。たとえば、f95(1) を参照する場合は、コマンド行で man f95 と入力します。ieee_flags(3M) などで示されるその他のセクションへは、man コマンドで -s オプションを指定してアクセスします。

demo$ man -s 3M ieee_flags

Fortran のライブラリルーチンについては、マニュアルページの 3F セクションに記載されています。

以下に Fortran を使用する場合の、関連マニュアルページを示します。

マニュアルページ	内容
f77(1) と f95(1)	Fortran コンパイラのコマンド行オプション
analyzer(1)	Sun WorkShop Performance Analyzer
asa(1)	改行制御文字がある Fortran ファイルの書式を印刷用に 変換する
dbx(1)	対話形式のコマンド行デバッガ
fpp(1)	Fortran ソースコードプリプロセッサ (前処理系)
cpp(1)	C ソースコードプリプロセッサ
fsplit(1)	FORTRAN 77 ルーチンを単一ファイルに分割するプリプロセッサ
ieee_flags(3M)	浮動小数点の例外ビットを検証、設定、解除する
ieee_handler(3M)	浮動小数点例外を処理する
matherr(3M)	数学ライブラリエラー処理ルーチン
ild(1)	オブジェクトファイルに対して使用するインクリメンタルリンカー
ld(1)	オブジェクトファイルに対して使用するリンカー

README ファイル

READMEs ディレクトリには、新機能、ソフトウェアの互換性、バグについての説明、マニュアルが印刷された後に判明した情報を記載したファイルが置かれています。READMEs ディレクトリの場所は、Solaris のバージョンやソフトウェアがインストールされた場所によって異なります。パスは、install_directory/SUNWspro/READMEs/ja です。通常インストールの場合、install_directory は、/opt になります。

標準インストールの READMEs は /opt/SUNWspro/READMEs/ja にあります。

表 1-1   重要なREADMEs

README ファイル	内容
fortran_77	FORTRAN 77 コンパイラ f77 の本リリースの新機能と変更点、報告されている制限事項、マニュアルの訂正と補足
fortran_95	Fortran 95 コンパイラ f95 の本リリースの新機能と変更点、報告されている制限事項、マニュアルの訂正と補足
fpp_readme	fpp 機能の概要
interval_arithmetic	f95 における区間演算機能の概要
math_libraries	最適化された専門の数学ライブラリ
profiling_tools	パフォーマンスプロファイルツール prof、gprof、tcov の使用
runtime_libraries	一般ユーザーライセンスで再配布されるライブラリと実行可能ファイル
64 bit_Compilers	64 ビットの Solaris オペレーティング環境に合わせたコンパイル
performance_library	Sun Performance Library

すべてのコンパイラの READMEs へは、-xhelp=readme コマンド行オプションで簡単にアクセスできます。たとえば、
f95 xhelp=readme
と指定すると、fortran_95 README ファイルが直接表示されます。

コマンド行ヘルプ

以下のようにコンパイラの -help オプションによって、f77 と f95 のコマンド行オプションの要約を表示することができます。

%f77 -help または %95 -help ________________________________________________________________ [ ] 中の項目は省略可能。< > 中の項目は変数パラメータ。 縦棒| はリテラル値の選択を意味します。例： -someoption[=<yes|no>] とある場合、 -someoption は -someoption=yes を意味します。 ________________________________________________________________ -a: tcov の基本ブロックごとのプロファイル処理用データ (旧形式) を収集するコードを生成 -ansi: ANSI 規格以外の拡張機能を報告 -arg=local: ENTRY 文の前後で実際の引数を保持 -autopar: 自動選択によるループの並列化 (WorkShop のライセンスが必要) -Bdynamic: 動的なリンクも許容 -Bstatic: 静的なリンクのみ許容 -C: 実行時の添え字の範囲検査を行う -c: コンパイルのみ。.o ファイルを生成し、リンクは行わない -cg89: 汎用の SPARC V7 アーキテクチャー用のコードを生成 -cg92: SPARC V8 アーキテクチャー用のコードを生成 -copyargs: 定数引数に対する代入を許可 .... <続く>