如何使用新版f2py编译旧Fortran模块？

• 新版f2py的符号导出规则变更：旧版f2py默认会导出Fortran模块内的所有子程序，而NumPy 1.26.4附带的f2py默认只导出模块中显式声明为public的子程序，或在f2py接口文件（.pyf）中指定的子程序。如果unknown_subroutine是模块内的私有子程序，或未被f2py明确标记为需要导出，就会触发找不到符号的错误。
• 编译器符号可见性限制：新版gfortran默认的符号可见性设置更严格，若编译时未指定合适的选项，模块内的子程序可能无法被动态库正确导出。
• 旧编译指令兼容性问题：原Makefile中的f2py命令格式可能不符合新版要求，比如缺少显式指定模块、子程序的参数，导致f2py无法正确识别需要包装的符号。

1. 检查Fortran模块的子程序访问权限
   打开mod_spatialaverage模块代码，确保需要被Python调用的unknown_subroutine被声明为public。在模块开头添加：

   public :: unknown_subroutine
   

   如果该子程序仅为模块内部使用，那可能是代码或f2py配置错误地尝试导出它，需排查调用逻辑或f2py配置。

2. 使用f2py接口文件显式指定导出内容
   生成并编辑f2py接口文件（.pyf），明确告诉f2py要包装的模块和子程序：

   • 先生成模板接口文件：

     f2py -m your_module_name mod_spatialaverage.f90 -h your_module_name.pyf
     

   • 打开生成的your_module_name.pyf，在module mod_spatialaverage块内添加unknown_subroutine的声明（需匹配Fortran中的参数定义），示例：

     python module your_module_name
         interface
             module mod_spatialaverage
                 subroutine unknown_subroutine(arr, result, n)
                     real, intent(in) :: arr(:,:)
                     real, intent(out) :: result(:)
                     integer, intent(in) :: n
                 end subroutine unknown_subroutine
                 # 其他需要导出的子程序也一并添加
             end module mod_spatialaverage
         end interface
     end python module your_module_name
     

   • 用接口文件重新编译：

     f2py -c --fcompiler=gfortran your_module_name.pyf mod_spatialaverage.f90
     

3. 调整编译选项与Makefile
   更新Makefile中的编译命令，确保gfortran生成位置无关代码（动态库必需），并适配新版f2py：

   FC = gfortran
   FFLAGS = -c -fPIC
   F2PY = f2py
   F2PYFLAGS = --fcompiler=gfortran
   
   your_module_name.so: mod_spatialaverage.o
       $(F2PY) $(F2PYFLAGS) -c -m your_module_name mod_spatialaverage.o
   
   mod_spatialaverage.o: mod_spatialaverage.f90
       $(FC) $(FFLAGS) $<
   

4. 核对子程序名称大小写
   新版f2py对Fortran符号的大小写处理更严格，检查Python代码中调用的子程序名与Fortran模块中的定义是否完全一致（包括大小写），避免因大小写不匹配导致符号查找失败。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者msi_gerva