Linux上Fortran开发环境如何搭建

Linux上Fortran开发环境搭建指南

一 安装编译器与基础工具

• 选择编译器：优先使用开源的 GNU Fortran（gfortran）；如需高性能或商业支持，可安装 Intel oneAPI Fortran（ifx/ifort）；涉及 GPU 的高性能计算可选 NVIDIA HPC SDK（nvfortran）。
• 发行版命令一览：

• 验证安装：
  • gfortran --version
  • cmake --version
  • make --version
  • git --version
• 可选：多版本管理（Debian 系）
  • 安装多个版本：sudo apt install gfortran-10 gfortran-11
  • 切换默认版本：sudo update-alternatives --config gfortran

二 编写与构建第一个程序

• 示例代码 hello.f90：

  program hello
      implicit none
      print *, "Hello, Fortran!"
  end program hello
  

• 编译与运行：
  • 编译：gfortran hello.f90 -o hello
  • 运行：./hello
• 使用构建系统（推荐中型以上项目）：
  • CMake 示例 CMakeLists.txt：

    cmake_minimum_required(VERSION 3.16)
    project(Hello Fortran)
    add_executable(hello hello.f90)
    

  • 构建步骤：

    mkdir -p build && cd build
    cmake -DCMAKE_Fortran_COMPILER=gfortran ..
    make
    ./hello
    

三 可选组件与IDE

• Fortran 语言服务器（fortls，用于 VS Code 等编辑器智能提示）：
  • 安装：pip install fortran-language-server（建议使用虚拟环境或用户安装）
  • VS Code 扩展：Fortran Language Server（hansec.fortran-ls）、Modern Fortran（fortran-ls 亦可）
• 常用数值库（按需安装，示例为 Ubuntu/Debian）：
  • 线性代数：sudo apt install libblas-dev liblapack-dev
  • 开发头文件与文档：sudo apt install libgfortran4-dev libgfortran-doc
• 项目与依赖管理：
  • Fortran 包管理器 fpm（现代 Fortran 项目推荐）：参考官方安装脚本或包管理器安装后使用 fpm new / fpm build / fpm test

四 Intel 与 NVIDIA 工具链（可选）

• Intel oneAPI Fortran（ifx/ifort）：
  • 从 Intel 官网下载并安装 oneAPI（Base Toolkit + HPC Toolkit 或 Standalone Components 中的 Fortran）
  • 配置环境：在 shell 配置文件中加入 source /opt/intel/oneapi/setvars.sh（路径以实际安装为准），或执行该脚本临时生效
  • 验证：ifx --version 或 ifort --version
• NVIDIA HPC SDK（nvfortran，含 GPU 支持）：
  • 从 NVIDIA HPC SDK下载对应版本，按官方指引安装
  • 验证：nvfortran --version

五 常见问题与排错

• 找不到命令或版本不对：
  • 确认 PATH 包含编译器路径（which gfortran / which ifx）
  • 多版本使用 update-alternatives 切换默认版本（Debian 系）
• 链接数学库或外部库失败：
  • 安装相应 -dev/-devel 包（如 BLAS/LAPACK）
  • 链接时显式指定库：gfortran hello.f90 -o hello -llapack -lblas
• 构建系统找不到 Fortran 编译器：
  • 在 CMake 中显式设置：cmake -DCMAKE_Fortran_COMPILER=gfortran …
• 权限与网络问题：
  • 使用 sudo 安装系统包；国内环境可考虑更换镜像源或使用离线安装包
• 环境变量与库路径：
  • 若使用自编译库，设置环境变量（示例）：
    • export PATH=/usr/local/bin:$PATH
    • export LD_LIBRARY_PATH=/usr/local/lib:$LD_LIBRARY_PATH
    • export CPPFLAGS=-I/usr/local/include
    • export LDFLAGS=-L/usr/local/lib
  • 使配置生效：source ~/.bashrc 或 source ~/.zshrc