LFortran 文档

LFortran 是建立在 LLVM 之上的现代开源（BSD 许可）交互式 Fortran 编译器。它可以交互地执行用户代码以允许探索性工作（很像 Python、MATLAB 或 Julia），也可以编译为二进制文件，目标是在多核 CPU 和 GPU 等现代架构上运行用户代码。

Website: https://lfortran.org/

Main repository: https://github.com/lfortran/lfortran

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功能亮点

LFortran 正在开发中，有些功能现在可以使用，有些功能正在实现中。你还可以查看 Development Status 部分，了解有关被支持和正在开发的功能的更多信息。

现有功能

  • 交互式，Jupyter 支持：LFortran 可以在 Jupyter 中用作 Fortran 内核，允许 Python/Julia 风格的快速原型设计和探索性工作流程（参见示例笔记： 静态 或 交互）。或者，它可以在交互式提示 (REPL) 中的命令行中使用。

  • 简洁、模块化设计，可用作库：LFortran 围绕两个独立模块 AST 和 ASR 构建，这两个模块都是独立的（完全独立于 LFortran 的其余部分），鼓励用户将它们独立用于其他应用程序并在上面构建工具。有关详细信息，请参阅 Design 和 Developer Tutorial 文档。

  • 与 GFortran 的互操作：LFortran 可以将 GFortran 模块文件解析为 ASR 并生成一个 Fortran 包装器，该包装器可以用任何 Fortran 编译器编译并与原 GFortran 编译模块链接。

  • 创建可执行文件：它可以像其他 Fortran 编译器一样创建可执行文件。

  • 在 Linux、Mac 和 Windows 上运行：所有三个平台都由我们的 CI 定期测试。

计划

已计划这些功能正在开发中，有对应议题的链接，方便大家关注跟踪进度。

  • 与其他语言（以及其他 Fortran 编译器）的原生互操作：只需使用 use 语句即可自动调用其他语言（如 C 或 Python）编写的代码，参见 #44。它理解其他 Fortran 编译器模块文件（可以use它们）及其 ABI 以正确链接（支持 GFortran，计划使用其它编译器，请参阅 #56），它允许将 LFortran 与如今的生产代码一起使用。

  • 现代硬件支持：得益于 LLVM，LFortran 的目标是在现代硬件上运行，并利用原生 Fortran 语言结构（例如 do concurrent）在多核 CPU 和 GPU 上运行，请参阅 # 57。

  • 完整的 Fortran 2018 支持：目前只实现了 Fortran 的一个子集，但目标是完整实现最新的 Fortran 2018 标准，请参阅 #58。

请在我们的 议题跟踪器 中对你希望我们优先考虑的问题进行投票（如果我们遗漏任何内容，请随时创建新问题）。

路线图

以下是我们如何实现上述所有计划功能的路线图：

  1. 端口代码生成以使用 ASR 并通过所有当前测试 (#74)。删除用于注释 AST 树的旧代码生成和旧语义，这很混乱。

  2. 获取使用 use 模块的 GFortran 模块文件，包括假定大小和假定形状数组 (#52)。这将允许立即将生产代码与 LFortran 一起使用。

  3. 同时做这些：

    a) 实现更多 Fortran 功能，直到最终支持完整的 Fortran 2018 (#58)。

    b) 逐渐转向 C++ 以获得稳健性和速度（#70）。 Python API 不会改变（或只有很小的改变），因此 Python 的用户体验不会改变。

    c) 实现所有其他很酷的功能：用于 C 和 Python 的 use 模块和自动包装器（#44）、现代硬件支持（# 57）、生成较旧的 Fortran 标准（#72）、Fortran doctest 功能（#73）, SymPy 集成（#71）、IDE 的语言服务（#12）和其他想法（#29）。

第 1 步是内部重构，不会花费很长时间。

第 2 步将允许 LFortran 立即与生产代码交互使用（生产代码将使用 GFortran 编译，然后“使用” LFortran 中的任何模块，并且可以交互调用函数/子例程，模块本身可以使用任何 GFortran 支持的功能，但 API 必须适合 LFortran 理解的子集 —— 对于大量应用程序，带有数组参数的简单函数/子例程就足够了）。这将使 LFortran 可供第一批用户使用，并且在 LFortran 支持给定功能之前，始终可以临时使用 GFortran。我们预计在 2019 年夏末完成第 2 步，希望能更快。

最后，第 3 步将整体改进 LFortran，允许第一批用户回馈，发展社区并使 LFortran 逐渐对越来越多的人有用。