C接口调用Netlib Fortran函数出现段错误及内存泄漏的处理方法

通过C接口调用libport.a中的Netlib Fortran函数，执行istkin_()时触发段错误，后续dgqex_()调用时也出现同类问题，相关函数可参考Netlib Port官方站点及对应开源仓库实现。

常规编译流程 #

• 生成C侧目标文件：
  nvcc --compiler-options -fpie -g -use_fast_math --disable-warnings -Wno-deprecated-gpu-targets -c test_C4.c -lstdc++
• 链接生成可执行文件：
  gfortran -fcheck=all,no-array-temps -fstack-protector-all -Wall -ggdb3 -Wno-main -fno-second-underscore -use_fast_math test_C4.o -L/usr/local/lib -lport
• 直接运行：./a.out

Valgrind内存检测命令 #

valgrind --leak-check=full --show-leak-kinds=all --track-origins=yes --verbose --log-file=valgrind-out.txt ./a.out

// -----------------
# include <stdio.h>
# include <math.h>
# include <unistd.h>
#include <stdlib.h>

struct CSTAK;
struct { 
double DS[4000];
int  LS[8000];
int  IS[8000];
} CSTAK; 
extern void istkin_(const int ,const int );
extern void dgqex_(int NQUAD,double PQUAD[],double WQ[]);
int main(int argc, char **argv)
{    
    struct CSTAK;
// 求积变量
        const int NQUAD=25;
        int i;
          double PQUAD[NQUAD], WQ[NQUAD]; //Port变量
//        double *PQUAD=(double*)malloc(NQUAD*sizeof(int));
//        double *WQ=(double*)malloc(NQUAD*sizeof(int));
      
        istkin_(4000,4);// netlib port 栈初始化
        dgqex_(NQUAD,&PQUAD[1],&WQ[1]); // netlib port 高斯求积

    for (i=0; i< NQUAD;i++)
    {
    
    printf("P[%d]=%lf\n",i,PQUAD[i] );
    }
//        realloc(PQUAD, 0);
//        realloc(WQ,0);                
    free(PQUAD);
    free(WQ);
}

• 无论PQUAD、WQ使用静态栈数组还是动态分配内存，均可触发段错误与内存泄漏问题
• Valgrind输出的堆内存统计信息：

==18301== HEAP SUMMARY:
==18301==     in use at exit: 5,444 bytes in 17 blocks
==18301==   total heap usage: 21 allocs, 4 frees, 13,584 bytes allocated

• 单独使用gfortran编译运行这两个Fortran函数时，编译与运行全流程无错误
• 重新构建libport库后，问题仍未解决

• C接口结合CUDA编译流程调用传统Fortran函数的适配性是否存在问题
• 段错误与内存泄漏的根本排查方向
• 问题是否与Fortran使用&PQUAD(1)、C使用&PQUAD[0]的数组索引起始差异导致的传参错误有关

内容的提问来源于stack exchange，提问作者ambika29