stdlib_modules

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Motivation

This repository aims to provide each module of the Fortran standard library (abbreviated to stdlib) as an individual fpm (stands for Fortran package manager) project. When the stdlib is added as a dependent project of the fpm projects, even if the project size is small, the whole projects' build time will increase due to the stdlib build. As a solution to this very personal frustration, I separate each module of stdlib as an individual fpm project.

The fpm is a game-changer for Fortran. It is convenient to use fpm for handling small-scale stand-alone applications, but fpm shows its actual value when collaborating with other fpm projects. Also, the stdlib provides many essential features lacking in Fortran and significantly improves Fortran's convenience.

We can get dependent fpm projects from online git repositories such as GitHub by adding one line to fpm configuration files. I love this advantage and always get stdlib from GitHub. However, due to building stdlib, I frustrate the long building time of projects that are even small-scale but require a lot of trial and error.

Although it is possible to install stdlib locally and link to it from fpm projects, it is easier to get the library online than requiring installation locally. In addition, stdlib does not support building with older compilers due to the features used in some modules. There are some demands from some Japanese industries continuing to use old compilers of a specific version to build stdlib with older compilers.

This repository may provide a solution for using some modules of stdlib.

Caution

• This repository is not related to the fortran-lang community.
• The contents of the master repository are not particularly meaningful. See branches.
• This repository aims for trial use and may not follow the stdlib upgrades.
• stdlib_strings and stdlib_string_type refer to each other, but fpm can build each module without problems.

Contents

This repository has an individual fpm project that contains each module of stdlib and is committed in the corresponding branch. Each project uses the sources generated during the build process using cmake. The build environment is as follows:

• OS: Windows 10
• compiler: grfortran(tdm64) 10.3.0
• preprocessor: fypp 3.1
• stdlib version: 0.2.0, commit hash ee4d105c2c978238bef08f92b08e5e07ad5fa2fd
• build command: cmake -B build -G "Unix Makefiles" -DCMAKE_Fortran_COMPILER=gfortran -DWITH_XDP=0 -DWITH_QP=0
  • -DCMAKE_MAXIMUM_RANKis not specified. Default value 4 is chosen.
  • Quad-precision floating-point number is disabled to maintain portability with compilers not supporting QP.

Original Fix

moved final subroutines for user-defined types defined in stdlib_hashmaps from submodules to the module.

NAG Fortran cannot compile stdlib_hashmaps. According to the error message, the compiler fails to interpret final subroutines, defined in submodules, for user-defined types defined in stdlib_hashmaps.f90. To solve this, the final subroutines and subroutines called in those are moved to stdlib_hashmaps.f90.

動機

このリポジトリでは，Fortran stdlibの各モジュールを，独立したfpmプロジェクトとして提供することを目的としています． fpmプロジェクトの依存プロジェクトにstdlibを追加した場合，プロジェクトの規模が小さくても，stdlibのビルドに起因して，プロジェクト全体のビルド時間が長くなります．このような，非常に個人的な不満を解決する一つの方法として，stdlibの各モジュールを，独立したfpmプロジェクトとして切り出してみることにしました．

fpmは，Fortranにとって革新的なソフトウェアです．単体アプリケーションのプロジェクト管理にfpmを使うだけでも便利ですが，他のfpmプロジェクトと連携をする場合にその真価を発揮します．また，Fortran stdlibもFortranに足りなかった多くの機能を提供しており，Fortranの利便性を大幅に改善します． fpmを用いると，設定を一行追加するだけで，依存プロジェクトをgithubなどオンラインのgitリポジトリから取得できるようになります．私は，この簡便さに甘え，stdlibは常にGitHubから取得しています．しかし，規模は小さいがビルド（たとえば異なるコンパイラでのビルド，コンパイラオプションの指定）に試行錯誤を要するプロジェクトを作成した際に，stdlibのビルドに起因して，プロジェクト全体のビルド時間が長くなることに不満を持つようになりました．

当然，stdlibをローカルにインストールして，インストールされたライブラリを参照することは可能です．しかしながら，他人に使ってもらうことを想定すると，ライブラリのインストールを要求するよりも，オンラインから取得するようにした方が楽であることは，多くの人が賛同してくれると思います． また，stdlibは古いコンパイラでのビルドをサポートしていません．これは，一部のモジュールに使われている機能が原因であり，全てのモジュールが古いコンパイラでビルドできないわけではありません．日本の製造業では，バージョンを指定して古いコンパイラを使い続けている事例があります．stdlibの一部のモジュールだけを使いたいが，使わない機能が原因でビルドできないという事態に対して，このリポジトリは解決策を導いてくれるかもしれません．

注意

• このリポジトリは，fortran-langの公式とは関係ありません．
• ブランチに個別のモジュールを含むfpmプロジェクトを作成しており，masterリポジトリの内容に特に意味はありません．
• このリポジトリは試行目的で作成しており，stdlibのバージョンアップに追従するとは限りません．
• stdlib_stringsとstdlib_string_typeはお互いを参照しており，循環参照が生じていますが，fpmは問題なくビルドします．

内容

stdlibの各モジュールを個別に含むfpmプロジェクトを作成し，対応するブランチに置いている． 各プロジェクトには，cmakeを用いてビルドする際に生成されたソースを利用している．生成に用いた環境は下記の通りである．

• OS: Windows 10
• コンパイラ: grfortran(tdm64) 10.3.0
• プリプロセッサ: fypp 3.1
• stdlibのバージョン: 0.2.0, コミットハッシュ ee4d105c2c978238bef08f92b08e5e07ad5fa2fd
• ビルドコマンド: cmake -B build -G "Unix Makefiles" -DCMAKE_Fortran_COMPILER=gfortran -DWITH_XDP=0 -DWITH_QP=0
  • -DCMAKE_MAXIMUM_RANKは指定していないので，標準値の4
  • 4倍精度実数をサポートしないコンパイラとの可搬性を担保するために，QPを無効化

独自の修正

stdlib_hashmapsのモジュールサブルーチンの定義場所変更

NAG Fortranでは，stdlib_hashmapsをコンパイルできない．エラーメッセージに基づくと，stdlib_hashmaps.f90内で定義されているユーザ定義派生型の後始末手続をsubmodule (stdlib_hashmaps_chaining.f90, stdlib_hashmaps_open.f90)に分離していることに関係して，コンパイラがそれをうまく解釈できていないと考えられる．そのため後始末手続およびそれらから呼ばれているモジュールサブルーチンを，stdlib_hashmaps.f90に移動している．

array

• モジュール: stdlib_array
• ブランチ: stdlib_array-fpm
• 依存ブランチ: stdlib_version-fpm
• 参照方法: fpm.tomlに下記を追記する．

[dependencies]
stdlib_array = {git = "https://github.com/degawa/stdlib_modules", branch="stdlib_array-fpm"}

ascii

• モジュール: stdlib_ascii
• ブランチ: stdlib_ascii-fpm
• 依存ブランチ: stdlib_version-fpm, stdlib_kinds-fpm
• 参照方法: fpm.tomlに下記を追記する．

[dependencies]
stdlib_ascii = {git = "https://github.com/degawa/stdlib_modules", branch="stdlib_ascii-fpm"}

bitsets

• モジュール: stdlib_bitsets
• ブランチ: stdlib_bitsets-fpm
• 依存ブランチ: stdlib_version-fpm, stdlib_kinds-fpm, stdlib_optval-fpm
• 参照方法: fpm.tomlに下記を追記する．

[dependencies]
stdlib_bitsets = {git = "https://github.com/degawa/stdlib_modules", branch="stdlib_bitsets-fpm"}

error

• モジュール: stdlib_error
• ブランチ: stdlib_error-fpm
• 依存ブランチ: stdlib_version-fpm, stdlib_optval-fpm
• 参照方法: fpm.tomlに下記を追記する．

[dependencies]
stdlib_error = {git = "https://github.com/degawa/stdlib_modules", branch="stdlib_error-fpm"}

hash

• モジュール: stdlib_hash_32bit, stdlib_hash_64bit
• ブランチ: stdlib_hash-fpm
• 依存ブランチ: stdlib_version-fpm, stdlib_kinds-fpm
• 参照方法: fpm.tomlに下記を追記する．

[dependencies]
stdlib_hash = {git = "https://github.com/degawa/stdlib_modules", branch="stdlib_hash-fpm"}

hashmaps

• モジュール: stdlib_hashmaps
• ブランチ: stdlib_hashmaps-fpm
• 依存ブランチ: stdlib_version-fpm, stdlib_kinds-fpm, stdlib_hash-fpm
• 参照方法: fpm.tomlに下記を追記する．

[dependencies]
stdlib_hashmaps = {git = "https://github.com/degawa/stdlib_modules", branch="stdlib_hashmaps-fpm"}

io

• モジュール: stdlib_io, stdlib_io_npy
• ブランチ: stdlib_io-fpm
• 依存ブランチ: stdlib_version-fpm, stdlib_kinds-fpm, stdlib_optval-fpm, stdlib_ascii, stdlib_error, stdlib_string_type
• 参照方法: fpm.tomlに下記を追記する．

[dependencies]
stdlib_io = {git = "https://github.com/degawa/stdlib_modules", branch="stdlib_io-fpm"}

kinds

• モジュール: stdlib_kinds
• ブランチ: stdlib_kinds-fpm
• 依存ブランチ: stdlib_version-fpm
• 参照方法: fpm.tomlに下記を追記する．

[dependencies]
stdlib_kinds = {git = "https://github.com/degawa/stdlib_modules", branch="stdlib_kinds-fpm"}

linalg

• モジュール: stdlib_linalg
• ブランチ: stdlib_linalg-fpm
• 依存ブランチ: stdlib_version-fpm, stdlib_kinds-fpm, stdlib_optval-fpm
• 参照方法: fpm.tomlに下記を追記する．

[dependencies]
stdlib_linalg = {git = "https://github.com/degawa/stdlib_modules", branch="stdlib_linalg-fpm"}

logger

• モジュール: stdlib_logger
• ブランチ: stdlib_logger-fpm
• 依存ブランチ: stdlib_version-fpm, stdlib_ascii-fpm, stdlib_optval-fpm
• 参照方法: fpm.tomlに下記を追記する．

[dependencies]
stdlib_logger = {git = "https://github.com/degawa/stdlib_modules", branch="stdlib_logger-fpm"}

math

• モジュール: stdlib_math
• ブランチ: stdlib_math-fpm
• 依存ブランチ: stdlib_version-fpm, stdlib_kinds-fpm, stdlib_optval-fpm
• 参照方法: fpm.tomlに下記を追記する．

[dependencies]
stdlib_math = {git = "https://github.com/degawa/stdlib_modules", branch="stdlib_math-fpm"}

optval

• モジュール: stdlib_optval
• ブランチ: stdlib_optval-fpm
• 依存ブランチ: stdlib_version-fpm, stdlib_kinds-fpm
• 参照方法: fpm.tomlに下記を追記する．

[dependencies]
stdlib_optval = {git = "https://github.com/degawa/stdlib_modules", branch="stdlib_optval-fpm"}

quadrature

• モジュール: stdlib_quadrature
• ブランチ: stdlib_quadrature-fpm
• 依存ブランチ: stdlib_version-fpm, stdlib_kinds-fpm, stdlib_specialfunctions-fpm, stdlib_error-fpm
• 参照方法: fpm.tomlに下記を追記する．

[dependencies]
stdlib_quadrature = {git = "https://github.com/degawa/stdlib_modules", branch="stdlib_quadrature-fpm"}

random

• モジュール: stdlib_random
• ブランチ: stdlib_random-fpm
• 依存ブランチ: stdlib_version-fpm, stdlib_kinds-fpm, stdlib_optval-fpm, stdlib_error-fpm
• 参照方法: fpm.tomlに下記を追記する．

[dependencies]
stdlib_random = {git = "https://github.com/degawa/stdlib_modules", branch="stdlib_random-fpm"}

selection

• モジュール: stdlib_selection
• ブランチ: stdlib_selection-fpm
• 依存ブランチ: stdlib_version-fpm, stdlib_kinds-fpm
• 参照方法: fpm.tomlに下記を追記する．

[dependencies]
stdlib_selection = {git = "https://github.com/degawa/stdlib_modules", branch="stdlib_selection-fpm"}

sorting

• モジュール: stdlib_sorting
• ブランチ: stdlib_sorting-fpm
• 依存ブランチ: stdlib_version-fpm, stdlib_kinds-fpm, stdlib_optval-fpm, stdlib_string_type-fpm
• 参照方法: fpm.tomlに下記を追記する．

[dependencies]
stdlib_sorting = {git = "https://github.com/degawa/stdlib_modules", branch="stdlib_sorting-fpm"}

specialfunctions

• モジュール: stdlib_specialfunctions
• ブランチ: stdlib_specialfunctions-fpm
• 依存ブランチ: stdlib_version-fpm, stdlib_kinds-fpm
• 参照方法: fpm.tomlに下記を追記する．

[dependencies]
stdlib_specialfunctions = {git = "https://github.com/degawa/stdlib_modules", branch="stdlib_specialfunctions-fpm"}

stats

• モジュール: stdlib_stats
• ブランチ: stdlib_stats-fpm
• 依存ブランチ: stdlib_version-fpm, stdlib_kinds-fpm, stdlib_optval-fpm, stdlib_error-fpm, stdlib_linalg-fpm, stdlib_selection-fpm
• 参照方法: fpm.tomlに下記を追記する．

[dependencies]
stdlib_stats = {git = "https://github.com/degawa/stdlib_modules", branch="stdlib_stats-fpm"}

stats_distribution_exponential

• モジュール: stdlib_stats_distribution_exponential
• ブランチ: stdlib_stats_distribution_exponential-fpm
• 依存ブランチ: stdlib_version-fpm, stdlib_kinds-fpm, stdlib_error-fpm, stdlib_random-fpm, stdlib_stats_distribution_uniform-fpm
• 参照方法: fpm.tomlに下記を追記する．

[dependencies]
stdlib_stats_distribution_exponential = {git = "https://github.com/degawa/stdlib_modules", branch="stdlib_stats_distribution_exponential-fpm"}

stats_distribution_normal

• モジュール: stdlib_stats_distribution_normal
• ブランチ: stdlib_stats_distribution_normal-fpm
• 依存ブランチ: stdlib_version-fpm, stdlib_kinds-fpm, stdlib_error-fpm, stdlib_random-fpm, stdlib_stats_distribution_uniform-fpm
• 参照方法: fpm.tomlに下記を追記する．

[dependencies]
stdlib_stats_distribution_normal = {git = "https://github.com/degawa/stdlib_modules", branch="stdlib_stats_distribution_normal-fpm"}

stats_distribution_uniform

• モジュール: stdlib_stats_distribution_uniform
• ブランチ: stdlib_stats_distribution_uniform-fpm
• 依存ブランチ: stdlib_version-fpm, stdlib_kinds-fpm, stdlib_error-fpm, stdlib_random-fpm
• 参照方法: fpm.tomlに下記を追記する．

[dependencies]
stdlib_stats_distribution_uniform = {git = "https://github.com/degawa/stdlib_modules", branch="stdlib_stats_distribution_uniform-fpm"}

string_type

• モジュール: stdlib_string_type
• ブランチ: stdlib_string_type-fpm
• 依存ブランチ: stdlib_version-fpm, stdlib_kinds-fpm, stdlib_optval-fpm, stdlib_ascii-fpm, stdlib_strings-fpm
• 参照方法: fpm.tomlに下記を追記する．

[dependencies]
stdlib_string_type = {git = "https://github.com/degawa/stdlib_modules", branch="stdlib_string_type-fpm"}

stringlist_type

• モジュール: stdlib_stringlist_type
• ブランチ: stdlib_stringlist_type-fpm
• 依存ブランチ: stdlib_version-fpm, stdlib_math-fpm, stdlib_string_type-fpm
• 参照方法: fpm.tomlに下記を追記する．

[dependencies]
stdlib_stringlist_type = {git = "https://github.com/degawa/stdlib_modules", branch="stdlib_stringlist_type-fpm"}

strings

• モジュール: stdlib_strings
• ブランチ: stdlib_strings-fpm
• 依存ブランチ: stdlib_version-fpm, stdlib_kinds-fpm, stdlib_optval-fpm, stdlib_ascii-fpm, stdlib_string_type-fpm
• 参照方法: fpm.tomlに下記を追記する．

[dependencies]
stdlib_strings = {git = "https://github.com/degawa/stdlib_modules", branch="stdlib_strings-fpm"}

system

• モジュール: stdlib_system
• ブランチ: stdlib_system-fpm
• 依存ブランチ: stdlib_version-fpm
• 参照方法: fpm.tomlに下記を追記する．コンパイルオプションでCプリプロセッサを有効にする必要がある．

[dependencies]
stdlib_system = {git = "https://github.com/degawa/stdlib_modules", branch="stdlib_system-fpm"}

version

• モジュール: stdlib_version
• ブランチ: stdlib_version-fpm
• 依存ブランチ:
• 参照方法: fpm.tomlに下記を追記する．

[dependencies]
stdlib_version = {git = "https://github.com/degawa/stdlib_modules", branch="stdlib_version-fpm"}