Fortran2003参数化派生类型分配报错：gfortran 8.3内部编译器错误

我之前在处理Fortran参数化派生类型时也踩过类似的坑，你遇到的情况是gfortran 8.3版本对参数化派生类型（PDT）中使用算术表达式定义数组长度的支持存在未修复的bug——Intel Fortran Compiler 18.0已经正确实现了这部分Fortran标准的支持，但旧版gfortran在处理这种场景时会直接触发内部编译器错误（ICE）。

问题复现代码 #

public type mytab(n)
    integer, len :: n
    integer :: tab1(n)
    integer :: tab2(n*2)  ! 这里使用了依赖参数的算术表达式
end type mytab
contains
subroutine create(pt1, n)
    type(mytab(:)),allocatable, intent(out) :: pt1
    integer, intent(in) :: n
    allocate (mytab(n)::pt1)  ! 分配时触发ICE
end subroutine

报错信息 #

internal compiler error: in gfc_conv_expr_op, at fortran/trans-expr.c:3498
0x5c5fa9 gfc_conv_expr_op ../../gcc/fortran/trans-expr.c:3498
0x5c5fa9 gfc_conv_expr(gfc_se*, gfc_expr*) ../../gcc/fortran/trans-expr.c:7999
0x704b17 gfc_conv_expr_val(gfc_se*, gfc_expr*) ../../gcc/fortran/trans-expr.c:8056
0x704c30 gfc_conv_expr_type(gfc_se*, gfc_expr*, tree_node*) ../../gcc/fortran/trans-expr.c:8070
0x6e3401 structure_alloc_comps ../../gcc/fortran/trans-array.c:9129
0x6e6260 gfc_allocate_pdt_comp(gfc_symbol*, tree_node*, int, gfc_actual_arglist*) ../../gcc/fortran/trans-array.c:9405
0x73e4cd gfc_trans_allocate(gfc_code*) ../../gcc/fortran/trans-stmt.c:6599
0x6cf5e7 trans_code ../../gcc/fortran/trans.c:2001
0x6f5dbb gfc_generate_function_code(gfc_namespace*) ../../gcc/fortran/trans-decl.c:6515
0x6d2fe9 gfc_generate_module_code(gfc_namespace*) ../../gcc/fortran/trans.c:2227
0x68612b translate_all_program_units ../../gcc/fortran/parse.c:6112
0x68612b gfc_parse_file() ../../gcc/fortran/parse.c:6328
0x6cca5f gfc_be_parse_file ../../gcc/fortran/f95-lang.c:204
Please submit a full bug report, with preprocessed source if appropriate.
Please include the complete backtrace with any bug report.

问题原因分析 #

内部编译器错误（ICE）本质是编译器自身的逻辑缺陷，这里gfortran 8.3在处理参数化派生类型中n*2这种依赖类型参数的算术表达式时，代码转换环节（gfc_conv_expr_op函数）出现了未处理的情况，导致崩溃。

解决方案 #

1. 优先升级gfortran版本
   这个bug在gfortran 9.x及以后的版本中已经被修复，建议你更新到较新的稳定版本（比如10.x、11.x或更高），新版本对Fortran 2003/2008标准中的参数化派生类型支持更加完善，能直接正确编译你的原始代码。

2. 临时规避方案（无法升级时）
   如果暂时无法升级编译器，可以把数组长度的表达式提前定义为派生类型的额外参数，绕开直接在数组声明中使用算术表达式：

   public type mytab(n, n_double)
       integer, len :: n
       integer, len :: n_double = n*2  ! 将表达式结果作为类型参数
       integer :: tab1(n)
       integer :: tab2(n_double)
   end type mytab
   contains
   subroutine create(pt1, n)
       type(mytab(:,:)),allocatable, intent(out) :: pt1
       integer, intent(in) :: n
       allocate (mytab(n, n*2)::pt1)
   end subroutine
   

内容的提问来源于stack exchange，提问作者devFortran