Interfaçage de Python avec Fortran

Interfac¸age de Python avec Fortran
Eric Sonnendr ¨ ucker
IRMA
Universit´ e Louis Pasteur, Strasbourg
projet CALVI
INRIA Lorraine
Journ´ ee Python et Calcul Scientifique,
IHP, Paris, 14 d´ ecembre 2006

Pourquoi interfacer Python avec Fortran ?
Python a un certain nombre d’avantages :
Langage interpr´ et´ e
Facile ` a programmer
Dispose de modules de calcul num´ erique, de
visualisation ...
Il est n´ eanmoins trop lent pour un des tˆ aches num´ eriques
intensives.
Solution : interfacer avec C ou Fortran
Allie le meilleur des deux mondes.
Tˆ aches de pr´ e- et post-traitement en Python.
Parties num´ eriques intensives en Fortran (ou C)

Quels outils pour l’interfac¸age Python-Fortran ?
Trois g´ en´ erateurs d’interface sont disponibles.
N´ ecessitent tous d’avoir install´ e le module Numeric
Pyfort, le plus ancien, uniquement Fortran 77 permet aussi
de traiter des fonctions de C structur ´ ees comme F77.
D´ evelopp ´ e par Paul Dubois.
http://sourceforge.net/projects/pyfortran
f2py, Fortran 95 (et C), mais ne permet pas d’interfacer les
types d´ eriv ´ es F90. D´ evelopp ´ e par Pearu Peterson. Bien
document´ e.
http://cens.ioc.ee/projects/f2py2e/
Forthon, Fortran 95, y compris interfac¸age des types
d´ eriv ´ es. D´ evelopp ´ e par Dave Grote. Pas de
documentation autre que des exemples livr´ es avec le
code. http://hifweb.lbl.gov/Forthon/

Utilisation de f2py
N´ ecessite l’installation de Numeric (Numpy), scipy distutils
(qui g` ere la compilation et les compilateurs fortran)
Trois m´ ethodes sont propos´ ees :
1Interfacer des subroutines simples sans ´ ecrire de code
suppl´ ementaire.
2Ajouter des directives pour f2py dans le source Fortran
pour un interfac¸age plus complexe.
3Ecrire un fichier d’interface d´ ecrivant les subroutines et les
donn´ ees ` a interfacer. f2py peut g´ en´ erer automatiquement
un fichier d’interface simple qu’on peut ensuite ´ editer.

De premi` eres interfaces
Le code Fortran
subroutine norme ( a , b )
! Ca lc ule l a norme
r e a l ( 8 ) : : a , b
r e a l ( 8 ) : : c
c= s q r t ( a∗a+b∗b )
print∗, ” l a norme de ( ” ,a , ” , ” ,b , ” ) es t ” , c
end subroutine norme
G´ en´ eration de l’interface python avec f2py dans le shell
f2py -c norme.f90 -m vect
Dans Python
>>> import vect
>>> vect.norme(3,4)
la norme de ( 3. , 4. ) est 5.