非商用ならフリーの Fortran90 を使ってみた(VAST/f90)

今どき fortran ? などと言うなかれ。分子シミュレーションなどの数値計算では速度が勝負。大型計算機の多くでは今でも fortran が現役です。なんで fortran を使うか? というのは、MLや net news でよく目にしますが、わしはその詳細を語る言葉がない(笑)。実際に使っていて思うことは、
・大型計算機ではライブラリやコンパイラが良くチューンアップされている。
・確かに今まで(書いていた|書かれてきた)資産が豊富
ということです。
うーん、今まで何度も C や C++ で書き直してみたが、書き方がへぼいのか目に見えて処理が高速になったためしがないんですわ。 C++ にあって fortran にないものといえば、ポインタや構造体やクラスですが、それらを使ってきれいに書こうとすると実行速度が意外にあがらない。逆に LOOP の最適化(今使っている SR2201 だと疑似ベクトル化など)が fortran だと馬鹿ちょんで出来てしまうんです。わしらは Monte Carlo 法で計算しているのですが、そこで使う乱数生成のライブラリ関数が fortran で使いやすいようになっている。それから、たとえば C から fortran の関数を呼ぶと、疑似ベクトル化がうまくいかない。うーむ。。

で、fortran を使うわけですが、大型計算機では Fortran90 でプログラムを書いています。f90 は何が良いかというと、処理系に依存する話も含まれますが、たとえば変数を表すの文字の数の制限がなくなる、ですとか、DO LOOP で

       do i=1,n
          A(i)=B(i)+2*C(i)
10     continue

と f77 なら書くところを

       do i=1,n
          A(i)=B(i)+2*C(i)
       end do

continue 文を減らせるし、しまいには

       A=B+2*C

と、配列の演算がコンパクトに書けます。配列を扱う関数も増えていたりします。それから、ビット操作の演算が出来ます (頭がすっかりCな方はなんでも今更な話かもしれませんが)。

で、f90 のソースが増えて来ると、デスクトップ用の Linux Box にもなんとなく Fortran90 が欲しくなってきます。そこで VAST/f90 というのがあると聞いて使ってみました。

Pacific-Sierra Research

ここから、vf90_per.tar をいただいて来ました。非商用ならバイナリーフリーで使えます。tar xf すると、f90 ,vf90 という実行ファイルがありますので、これを単純に /usr/local/bin にコピーして libvast90.a というライブラリがあるので、これを /usr/local/lib にコピーして、
# ldconfig
します。すると、あらあら不思議、
% f90 hoge.f
で、Fortran90 のソースをコンパイルすることが出来ます。実行速度は g77 と変わりません。これは、この f90 は Fortran90 のソースを vf90 で fortran77 のソースに書き換えて、g77 でコンパイルしているだけのようだからです。実際、vf90 というコマンドはソースの書き換えだけを行います。これは f77 しか動かない環境に f90 で書いたソースを使うのにとても便利です。

% vf90 hoge.f
を実行すると、Vhoge.f というファイルを吐きます。これは f77 でコンパイル出来るソースです。

パッケージに入っている 90to77.ps に、詳しい説明があります。

使用した感想の詳細は今度書きます。