Question

我想知道fortran可分配数组的内部内存表示是什么。

我理解这比原始指针更复杂，因为形状和等级也必须存储。

我还猜测它依赖于实现，因为我在Fortran 2003 standard中找不到信息。

但是，我想知道用什么类型的结构来表示可分配的数组（即使只有一个编译器）。

我知道这个问题有点广泛，但任何帮助都会非常感激。

Answer 1

可使用数组描述符（也称为dope vector）处理可分配数组，指针数组以及假定的形状数组参数。

任何编译器都可以拥有自己的数组描述符结构。它可以在编译器手册中找到。但是描述符有一种标准化格式，用于与C（以及可能与C通信的Fortran之外的其他软件）进行通信。

编译器内部可能不会使用此标准描述符，但它可以是。如果它也在内部使用，那么编译器在调用C可互操作过程时不必准备新的描述符。例如，gfortran计划支持标准描述符"preferably as native format"。

英特尔在https://software.intel.com/en-us/node/678452描述了一个本机阵列描述符的示例，与C-可互操作的描述符不同。

C-interoperable数组参数的数组描述符的结构由技术规范ISO / IEC TS 29113：2012定义，关于Fortran与C 的进一步互操作性，它将成为Fortran 2015。

在C头文件中ISO_Fortran_binding.h定义了一个C结构，它用Fortran描述符定义（假设形状，指针或可分配）。

如下所示（来自IBM website，某些细节可能是编译器特定的）：

CFI_cdesc_t 
    A type definition that describes a C descriptor. It contains the following structure members:

void *base_addr
    The base address of the data object that is described. For deallocated allocatable objects, base_addr is NULL. 
size_t elem_len

        For scalars: The size in bytes of the data object that is described.
        For arrays: The size in bytes of one element of the array.

int version
    The version number of the C descriptor. Currently, the only valid value is available by using the CFI_VERSION macro.
CFI_attribute_t attribute
    The attribute code of the C descriptor. For the valid values for attribute, see Table 1.
CFI_type_t type
    The type code of the C descriptor. Describes the type of the object that is described by the C descriptor. For the valid values for type, see Table 2. 

CFI_rank_t rank
    The rank of the object that is described by the C descriptor. Its value must be in the range 0 ≤ rank ≤ CFI_MAX_RANK. A value of 0 indicates that the object is a scalar. Otherwise, the object is an array.
CFI_dim_t dim[]
    An array of size rank that describes the lower bound, extent, and stride of each dimension.

There is a reserved area between rank and dim. The size of the reserved area is 12 words in 32-bit mode and 9 words in 64-bit mode.

引用的CFI_类型也在ISO_Fortran_binding.h标题中定义。

因此，尽管这个描述符可能与您的编译器在内部使用的描述符完全相同，但它是Fortran数组描述符中应该期望的数据组件类型的一个很好的示例。

但是，请注意gfortran，一个非常常见的编译器，还没有使用这种类型的描述符。只有experimental version with the new descriptor，手册中描述了当前描述符。

Fortran的内部内存表示可分配

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