在 Fortran 子例程中使用更大的数组

Question

我的 Fortran 代码如下（test.f）：

subroutine sub(n1,n2,wa)
implicit none
integer, intent(in)  :: n1, n2
real(4), intent(inout) :: wa(1_8:1_8*n1*n2)
integer(8) :: i, j, ms

print*, 'in sub, 1_8*n1*n2=', 1_8*n1*n2
print*, 'in sub, size of wa:', size(wa,kind=8)

ms=0
!$omp parallel default(shared) private(i,j,ms)
!$omp do 
    do i=1, n1
    do j=1, n2
       ms=(i-1)*n2+j
       wa(ms)=ms*1.d0
    enddo; enddo;
!$omp end do nowait
!$omp end parallel

print*, 'size of wa:', size(wa,kind=8)

return
end subroutine sub

program main
implicit none
integer, parameter :: n1=2**11,n2=2**20
real(4), allocatable :: wave(:)
integer :: ierr
integer(8) :: i

allocate(wave(1_8*n1*n2), stat=ierr)

!$omp parallel default(shared) private(i)
!$omp do
     do i=1_8,1_8*n1*n2
       wave(i)=0.d0
     enddo
!$omp end do nowait
!$omp end parallel


print*, 'in main, size of wave:', size(wave,kind=8)

call sub(n1, n2, wave)

print*, wave(1_8*n1*n2)

deallocate(wave, stat=ierr)
end program main

n1 和 n2 可以更大，并确保 n1*n2 是一个长整数（>2**31-1）。我只是想测试如何在子程序中使用非常大的数组。

我编译时使用：ifort -openmp -CB test.f。

如果我使用-CB 选项检查数组的边界，子程序sub 中的数组wa 会出错。

这是错误信息：

主要，波浪大小：2147483648
在子中，1_8*n1*n2= 2147483648
在 sub 中，wa 的大小：0
forrtl: 严重 (408): fort: (2): 数组 WA 的下标 #1
值 108003329 大于 -2147483648 的上限。

错误信息中的数字是随机的。

当我在子程序中将wa 声明为real(4), intent(inout) :: wa(1) 时，程序将运行良好。谁能告诉我为什么？

Answer 1

forrtl: Serious (408): fort: (2): 数组 WA 的下标 #1 有 值 108003329 大于 -2147483648 的上限

错误上的索引可能是随机的，但上限不是。 -2147483648 是未经检查的表达式 2**11 * 2**20 的结果，默认整数 (kind=int32)，因为最大可表示数是 2**31-1 = 2147483647。

您在子例程中声明虚拟数组的上限，如下所示：

wa(1_8:1_8*n1*n2)

由于这两个操作具有相同的优先级，可能编译器先将 n1 和 n2 相乘，得到否定的结果，然后再乘以 1_8 以将其转换为更大的种类。我现在无法测试。

您可以尝试在表达式上使用括号，如果您可以访问调试器，则可以在运行时检查变量的类型和边界。

另外，不要依赖像 4 或 8 这样的“神奇数字”。Thosr 数字取决于编译器。您应该使用selected_int_kind 或内部模块iso_fortran_env 上的常量。