1.1 О GNU Fortran

Компилятор GNU Fortran является преемником g77, передней части Fortran 77, включенной в GCC до версии 4 (выпущенной в 2005 году). Хотя он обратно совместим с большинством g77 расширений и командной строки, gfortran представляет собой полностью новую реализацию, разработанную для поддержки более современных диалектов Fortran. GNU Fortran полностью реализует стандарты Fortran 77, 90 и 95, большую часть стандартов Fortran 2003 и 2008, а также некоторые функции стандарта 2018 года. Он также реализует несколько расширений, включая поддержку OpenMP и OpenACC для параллельного программирования.

Компилятор GNU Fortran проходит тестовый набор NIST Fortran 77 и даёт приемлемые результаты на тестовом наборе LAPACK. Он также демонстрирует достойную производительность в бенчмарках компилятора Polyhedron Fortran и в тестовом наборе ядер Fortran Livermore. Он был использован для компиляции ряда крупных программ реального мира, включая код прогнозирования погоды HARMONIE и HIRLAM и пакет квантовой химии Tonto; см. https://gcc.gnu.org/wiki/GfortranApps для расширенного списка.

GNU Fortran предоставляет следующие функциональные возможности:

• Чтение программы, хранящейся в файле и содержащей инструкции исходного кода, написанные на Fortran 77.
• Перевод программы в инструкции, которые компьютер может выполнять быстрее, чем требуется для перевода исходных инструкций Fortran. Результатом компиляции программы является машинный код, который эффективно преобразуется и обрабатывается машиной, например, вашим компьютером. Люди обычно не так хорошо пишут машинный код, как пишут Fortran (или C++, Ada или Java), потому что при написании машинного кода легко допустить небольшие ошибки.
• Предоставление информации о причинах, по которым компилятор может не создать двоичный файл из исходного кода, например, если исходный код содержит ошибки. Стандарты языка Fortran требуют, чтобы компилятор мог указывать ошибки в вашем коде. Неправильное использование языка приводит к сообщению об ошибке.

  Компилятор также пытается диагностировать случаи, когда ваша программа содержит правильное использование языка, но даёт компьютеру сомнительное задание. Этот тип диагностического сообщения называется предупреждением.

• Предоставление необязательной информации о проходах трансляции от исходного кода к машинному коду. Это может помочь найти причину определённых ошибок, которые могут быть не очевидны в исходном коде, но могут быть легче найдены на более низком уровне вывода компилятора. Это также помогает разработчикам находить ошибки в самом компиляторе.
• Предоставление в сгенерированном машинном коде информации, которая может облегчить поиск ошибок в программе (с помощью инструмента отладки, называемого отладчиком, например, GNU Debugger gdb).
• Поиск и сбор машинного кода, уже сгенерированного для выполнения действий, запрошенных операторами в программе. Этот машинный код организован в модули и находится и подключается к пользовательской программе.

Компилятор GNU Fortran состоит из нескольких компонентов:

• Версия команды gcc (которая также может быть установлена как системная команда cc) которая также понимает и принимает исходный код Fortran. Команда gcc является программой драйвера для всех языков в GNU Compiler Collection (GCC); С помощью gcc вы можете скомпилировать исходный код любого языка, для которого доступен фронт-энд в GCC.
• Сама команда gfortran (которая также может быть установлена как системная команда f95). gfortran — это просто программа-драйвер, но конкретно только для компилятора Fortran. Основное различие между командами gcc и gfortran заключается в том, что последняя автоматически подключает к вашей программе нужные библиотеки.
• Набор библиотек времени выполнения. Эти библиотеки содержат машинный код, необходимый для поддержки возможностей языка Fortran, которые не предоставляются напрямую машинным кодом, сгенерированным на фазе компиляции gfortran, таких как внутренние функции и подпрограммы, и подпрограммы для взаимодействия с файлами и операционной системой.
• Сам компилятор Fortran (f951). Это парсер и генератор кода GNU Fortran, связанный с и интегрированный в библиотеку бэкенда GCC. f951 «переводит» исходный код в код ассемблера. Обычно вы не используете эту программу напрямую; вместо этого программы-драйверы gcc или gfortran вызывают её за вас.