新系统重装WRF随笔（ubuntu lts 2204版本下若干问题）

半_两_蘑_菇

前言：近期重拾数值模式知识，结合单位的实际情况，centos已经不适宜作为平台来部署WRF，只能采用Ubuntu系统，多年前安装的时候失败过，饶是心有余悸，这次安装翻阅了一些材料，结合NCAR的官网教程，以及本站最新的帖子（那位老师也是用的Ubuntu安装且帖子时间为今年），经过一段时间的小小尝试，利用所有离线包安装并成功编译WRF，有一些技术细节怕以后遗忘（可能也是各位站友可能碰到的问题），故记录本贴，希望能对大家（本人）有所帮助。

软件概况(版本）：
系统：Ubuntu LTS 2204
fortran: GNU fortran
C: GCC 、G++
zlib: 1.2.11
libpng: 1.6.37
jasper: 1.900.1
hdf5: 1.10.5
mpich: 3.3.2
netcdf-c: 4.7.4
netcdf-f: 4.5.3
WRF: 4.5

按以上版本的离线安装包安装是一次成功，顺序如下：
1. zlib→libpng→jasper→hdf5 ，编译过程老三样：configure、 make(make check)、 makeinstll
（注1：此处参考了一个博主的手法，在configure的时候所有的--prefix指向同一个目录，例“/xxxx/netcdf/"，以前我不是这么干的，但是这次尝试确实这样做可以，而且还省事。）
（注2：环境变量提前预设：
*** ”XXX“为主目录 ***
export DIR=/XXX/Build_WRF/LIBRARIES
export CC=gcc
export CXX=g++
export FC=gfortran
export FCFLAGS="-m64"
export F77=gfortran
export FFLAGS="-m64"
export JASPERLIB=$DIR/netcdf/lib
export JASPERINC=$DIR/netcdf/include
export LDFLAGS="-L$DIR/netcdf/lib"
export CPPFLAGS="-I$DIR/netcdf/include"
export PATH=$DIR/netcdf/bin:$PATH
export NETCDF=$DIR/netcdf
export PATH=$DIR/mpich/bin:$PATH
export LD_LIBRARY_PATH=${NETCDF}/lib:$LD_LIBRARY_PATH

）
（注3：zlib不带除--prefix以外的参数；libpng加--prefix和LDFLAGS=-L$DIR/netcdf/lib、CPPFLAGS=-I$DIR/netcdf/include参数；jasper不带除--prefix以外的参数;hdf5加--prefix和--with-zlib=$DIR/netcdf参数)


2.netcdf-c → netcdf-f
*** 请再次核对NC库版本 ***
重要：首先做GCC、G++、GFORTRAN降级（2204版本的Ubuntu出厂自带版本是11.x)，为什么要做降级以及不做降级如何安装请看后文。

第一步：先换软件包更新源
sudo vim /etc/apt/source.list
末尾加入两行：
deb http://dk.archive.ubuntu.com/ubuntu/ xenial main
deb http://dk.archive.ubuntu.com/ubuntu/ xenial universe
:wq!


更新，终端输入：
sudo apt update
此时会出现错误，终端会显示两串密钥 NO_PUBKEY xxxxxxxxxxxxxx NO_PUBKEY xxxxxxxxxxxxxx

记录这两串key,并分别在终端执行以下两句命令
sudo apt-key adv --kevserver kevserver.ubuntu.com --recv-keys xxxxxxxxxxxxxx
sudo apt-key adv --kevserver kevserver.ubuntu.com --recv-keys xxxxxxxxxxxxxx


再次更新，终端输入：
sudo apt update


此时不报错误即已经把更新源设置好。（注：其实不做这一步是否可以降级我没尝试过，感兴趣可以跳过试试直接降级）


第二步：安装旧版编译器并启用，为保险起见，我降了两个大版本。


分别安装三个编译器的9.5版本，终端输入：
sudo apt-get install gcc-9
sudo apt-get install gfortran-9
sudo apt-get install g++-9


检验是否安装成功（非必要）,终端输入以下命令：
ls /usr/bin/gcc*      （此处会返回该系统安装好的所有GCC软件，末尾带版本号，如"GCC-11”）
ls /usr/bin/g++*      （同上）
ls /usr/bin/gfortran*   （同上）


安装完毕后调整默认编译器优先级（可以理解为降级），终端分别输入：
sudo update-alternatives --install /usr/bin/gcc gcc /usr/bin/gcc-9 2
sudo update-alternatives --install /usr/bin/gcc gcc /usr/bin/gcc-11 1

sudo update-alternatives --install /usr/bin/g++ g++ /usr/bin/g++-9 2
sudo update-alternatives --install /usr/bin/g++ g++ /usr/bin/g++-11 1



sudo update-alternatives --install /usr/bin/gfortran gfortran /usr/bin/gfortran-9 2
sudo update-alternatives --install /usr/bin/gfortran gfortran /usr/bin/gfortran-11 1



解释： 上述命令是指将系统默认的相关编译器的优先级进行更改，注意命令行末尾的参数（即“2”和“1”），此处含义为，该值范围为1~50，数值越大，优先级越高，系统默认从最高的优先级调用编译器，上面的例子就是将11.x版本的各编译器优先级改为1，将9.x版本的各编译器优先级改为2，那么系统默认就会用9.x的编译器，从而完成编译器的降级。


检验编译器是否为旧版，终端输入：
gcc --version
g++ --version
gfortran --version
返回值应该均为9.x版本


第三步：安装netcdf库的C版本
编译命令：
./configure --prefix=$DIR/netcdf LDFLAGS=-L$DIR/netcdf/lib CPPFLAGS=-I$DIR/netcdf/include --disable-dap
make
make check
make install




第四步：安装netcdf库的fortran版本

编译命令：
​./configure --prefix=$DIR/netcdf CPPFLAGS=-I$DIR/netcdf/include LD_LIBRARY_PATH=$DIR/netcdf/lib:$LD_LIBRARY_PATH LDFLAGS=-L$DIR/netcdf/lib
make
make check
make install



3.MPICH
如果已经完成降级和NC库的安装，此处的MPI编译会非常简单。
./configure --prefix=$DIR/mpich
make
make check
make install



4.编译WRF
这里就不赘述了，选并行版本，GUN FORTRAN + GCC编译器。


补充：
1.不降级编译器会怎么样？
答：会在安装netcdf库的fortran版本的make checke环节（强行make install可以安装成功）、安装MPICH的环节分别出现ERROR，造成这个ERROR的原因是4.5.3版本的fortran版nc库有一个f90程序里包含了一个小BUG，具体来说是主程序的参数定义为了real型，而子程序传参的参数定义为了integer型，实际操作中其实是可以传进去的只不过数值精度会有变化（个人理解），但是11.x版本的gfortran编译器不允许有这种不匹配的现象（从返回的error信息获知），同样，3.3.2版的MPICH在configure的时候会做系统编译器检查，会检测11.x版本的gfortran编译器“是否接受数值精度不匹配”的选项，而此处会过不了导致MPI无法安装，所以降级是从根源上解决这个问题，同时GCC\G++为了保险起见也一同降级。


MPICH错误信息参考：
checking whether gfortran allows mismatched arguments.no
configure: error: The Fortran compiler gfortran will not compile files that call


2.我是铁头娃不降级怎么说？
答：彦祖你太调皮了，也不是没有办法，但是具体包含的隐患无法估量，主要步骤如下：1，在安装fortran版的NC库的时候，不要make check或者无视该error,直接make install,完成NC库的安装；2.编译MPICH的时候，configure命令改用./configure --prefix=$DIR/mpich FFLAGS=" -std=legacy -hopefully",这样可以跳过 gfortran的规则检查（个人理解），还有一种奇淫巧计是用./configure --prefix=$DIR/mpich --disable-fortran,也能跳过检查，但是咱装这玩意就是为了跑fortran啊，把fortran关了我跑毛线。


3.NCAR的指南怎么样？
答：我个人感觉依托答辩，首先各个库软件的版本不太对（不展开讲），同时最受不鸟是每个库的安装它下面都留一句：
*Note: If XXXX fails to build, you will need to talk to a systems administrator at your institution to resolve the problem. We are not able to support XXXX.

但是它的检验程序还是非常有意义的，编译他们赠送的几个C和FORTRAN的程序，能快速验证你的环境变量、并行计算、两个NC库等是否正常，到这一步返回的都是绿色的"SUCCESS"，就确保了后面编译WRF和WPS的畅通无阻。
测试程序样例：

                               
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小其其格

赞！这几年论坛真的被各种深度学习，人工智能AI之类帖子占满……殊不知，其实数值模式才是核心

topmad

loftydongshi

请问楼主，centos是因为单位的原因不适宜了么？

半_两_蘑_菇

loftydongshi 发表于 2023-12-25 10:15
请问楼主，centos是因为单位的原因不适宜了么？

似乎是因为CENTOS停止维护了，那更新就会停滞，未来会有安全方面的隐患。

半_两_蘑_菇

小其其格 发表于 2023-12-23 21:00
赞！这几年论坛真的被各种深度学习，人工智能AI之类帖子占满……殊不知，其实数值模式才是核心

所以打算重回数值模式的赛道

ayzqs

强！我只能老老实实安装ubuntu20.04

半_两_蘑_菇

ayzqs 发表于 2023-12-25 12:33
强！我只能老老实实安装ubuntu20.04

老哥瞅一眼，2004的默认GNU fortran版本是不是9.x？

ayzqs

半_两_蘑_菇 发表于 2023-12-25 17:42
老哥瞅一眼，2004的默认GNU fortran版本是不是9.x？

是的,9.3.0

半_两_蘑_菇

ayzqs 发表于 2023-12-25 22:52
是的,9.3.0

那应该安装过程也是一路绿灯