9.2 使用Fortran库构建C/C++项目
NOTE:此示例代码可以在 https://github.com/dev-cafe/cmake-cookbook/tree/v1.0/chapter-9/recipe-02 中找到，其中有一个示例：一个是C++、C和Fortran的混例。该示例在CMake 3.5版(或更高版本)中是有效的，并且已经在GNU/Linux、macOS和Windows上进行过测试。
第3章第4节，展示了如何检测Fortran编写的BLAS和LAPACK线性代数库，以及如何在C++代码中使用它们。这里，将重新讨论这个方式，但这次的角度有所不同：较少地关注检测外部库，会更深入地讨论混合C++和Fortran的方面，以及名称混乱的问题。
准备工作
本示例中，我们将重用第3章第4节源代码。虽然，我们不会修改源码或头文件，但我们会按照第7章“结构化项目”中，讨论的建议修改项目树结构，并得到以下源代码结构:
.
├── CMakeLists.txt
├── README.md
└── src
├── CMakeLists.txt
├── linear-algebra.cpp
└── math
├── CMakeLists.txt
├── CxxBLAS.cpp
├── CxxBLAS.hpp
├── CxxLAPACK.cpp
└── CxxLAPACK.hpp这里，收集了BLAS和LAPACK的所有包装器，它们提供了src/math下的数学库了，主要程序为linear-algebra.cpp。因此，所有源都在src子目录下。我们还将CMake代码分割为三个CMakeLists.txt文件，现在来讨论这些文件。
具体实施
这个项目混合了C++(作为该示例的主程序语言)和C(封装Fortran子例程所需的语言)。在根目录下的CMakeLists.txt文件中，我们需要做以下操作:
声明一个混合语言项目，并选择C++标准：
cmake_minimum_required(VERSION 3.5 FATAL_ERROR) project(recipe-02 LANGUAGES CXX C Fortran) set(CMAKE_CXX_STANDARD 11) set(CMAKE_CXX_EXTENSIONS OFF) set(CMAKE_CXX_STANDARD_REQUIRED ON)使用
GNUInstallDirs模块来设置CMake将静态和动态库，以及可执行文件保存的标准目录。我们还指示CMake将Fortran编译的模块文件放在modules目录下:include(GNUInstallDirs) set(CMAKE_ARCHIVE_OUTPUT_DIRECTORY ${CMAKE_BINARY_DIR}/${CMAKE_INSTALL_LIBDIR}) set(CMAKE_LIBRARY_OUTPUT_DIRECTORY ${CMAKE_BINARY_DIR}/${CMAKE_INSTALL_LIBDIR}) set(CMAKE_RUNTIME_OUTPUT_DIRECTORY ${CMAKE_BINARY_DIR}/${CMAKE_INSTALL_BINDIR}) set(CMAKE_Fortran_MODULE_DIRECTORY ${PROJECT_BINARY_DIR}/modules)然后，进入下一个子目录:
add_subdirectory(src)
子文件src/CMakeLists.txt添加了另一个目录math，其中包含线性代数包装器。在src/math/CMakeLists.txt中，我们需要以下操作:
调用
find_package来获取BLAS和LAPACK库的位置:find_package(BLAS REQUIRED) find_package(LAPACK REQUIRED)包含
FortranCInterface.cmake模块，并验证Fortran、C和C++编译器是否兼容:include(FortranCInterface) FortranCInterface_VERIFY(CXX)我们还需要生成预处理器宏来处理BLAS和LAPACK子例程的名称问题。同样，
FortranCInterface通过在当前构建目录中生成一个名为fc_mangl.h的头文件来提供协助:FortranCInterface_HEADER( fc_mangle.h MACRO_NAMESPACE "FC_" SYMBOLS DSCAL DGESV )接下来，添加了一个库，其中包含BLAS和LAPACK包装器的源代码。我们还指定要找到头文件和库的目录。注意
PUBLIC属性，它允许其他依赖于math的目标正确地获得它们的依赖关系:add_library(math "") target_sources(math PRIVATE CxxBLAS.cpp CxxLAPACK.cpp ) target_include_directories(math PUBLIC ${CMAKE_CURRENT_SOURCE_DIR} ${CMAKE_CURRENT_BINARY_DIR} ) target_link_libraries(math PUBLIC ${LAPACK_LIBRARIES} )
回到src/CMakeLists.txt，我们最终添加了一个可执行目标，并将其链接到BLAS/LAPACK包装器的数学库:
add_executable(linear-algebra "")
target_sources(linear-algebra
PRIVATE
linear-algebra.cpp
)
target_link_libraries(linear- algebra
PRIVATE
math
)工作原理
使用find_package确定了要链接到的库。方法和之前一样，需要确保程序能够正确地调用它们定义的函数。第3章第4节中，我们面临的问题是编译器的名称符号混乱。我们使用FortranCInterface模块来检查所选的C和C++编译器与Fortran编译器的兼容性。我们还使用FortranCInterface_HEADER函数生成带有宏的头文件，以处理Fortran子例程的名称混乱。并通过以下代码实现:
FortranCInterface_HEADER(
fc_mangle.h
MACRO_NAMESPACE "FC_"
SYMBOLS DSCAL DGESV
)这个命令将生成fc_mangl.h头文件，其中包含从Fortran编译器推断的名称混乱宏，并将其保存到当前二进制目录CMAKE_CURRENT_BINARY_DIR中。我们小心地将CMAKE_CURRENT_BINARY_DIR设置为数学目标的包含路径。生成的fc_mangle.h如下:
#ifndef FC_HEADER_INCLUDED
#define FC_HEADER_INCLUDED
/* Mangling for Fortran global symbols without underscores. */
#define FC_GLOBAL(name,NAME) name##_
/* Mangling for Fortran global symbols with underscores. */
#define FC_GLOBAL_(name,NAME) name##_
/* Mangling for Fortran module symbols without underscores. */
#define FC_MODULE(mod_name,name, mod_NAME,NAME) __##mod_name##_MOD_##name
/* Mangling for Fortran module symbols with underscores. */
#define FC_MODULE_(mod_name,name, mod_NAME,NAME) __##mod_name##_MOD_##name
/* Mangle some symbols automatically. */
#define DSCAL FC_GLOBAL(dscal, DSCAL)
#define DGESV FC_GLOBAL(dgesv, DGESV)
#endif本例中的编译器使用下划线进行错误处理。由于Fortran不区分大小写，子例程可能以小写或大写出现，这就说明将这两种情况传递给宏的必要性。注意，CMake还将为隐藏在Fortran模块后面的符号生成宏。
NOTE:现在，BLAS和LAPACK的许多实现都在Fortran子例程附带了一个C的包装层。这些包装器已经标准化，分别称为CBLAS和LAPACKE。
由于已经将源组织成库目标和可执行目标，所以我们应该对目标的PUBLIC、INTERFACE和PRIVATE可见性属性的使用进行评论。与源文件一样，包括目录、编译定义和选项，当与target_link_libraries一起使用时，这些属性的含义是相同的:
使用
PRIVATE属性，库将只链接到当前目标，而不链接到使用它的任何其他目标。使用
INTERFACE属性，库将只链接到使用当前目标作为依赖项的目标。使用
PUBLIC属性，库将被链接到当前目标，以及将其作为依赖项使用的任何其他目标。
Last updated
Was this helpful?