CMAQ5.0.2編譯安裝過程

感謝氣象家園的朋友們，總結了非常多的經驗，所有的資料都是充錢換積分買的，我只是將其融合一下適應自己的環境，再次感謝。

最近因爲某些原因接觸了CMAQ這套預測模型，改模型是基於Fortran90這種語言寫的，本記錄不涉及Fortran語法。

~~------ 本記錄只管安不管用，因爲我看不懂裏面啥意思 =3= ------~~

安裝過程中前前後後試過多套系統版本: Centos6 7 ubuntu 14 16 18，整個安裝過程的難點可是就是在gcc版本和 ioapi上，在網上找了大量教程，沒有一個是能完全跑通的，只能各取所長，特將本次過程記錄一下。

先貼一下系統信息和環境信息：

沒有 gcc 和 fortran 直接 yum install 就行

安裝 CMAQ 及所需的庫：

網盤鏈接 https://pan.baidu.com/s/1fhSKt1Mlht7ZXxK-M0vYpQ 提取碼 hqhp

庫名和版本如下

CMAQ-5.0.2 zlib-1.2.8 hdf5-1.8.14 netcdf-4.3.3.1 netcdf-cxx-4.2 netcdf-fortran-4.4.2 mpich-3.1.4 IOAPI-3.2

以下所有安裝包我都放在 ~ 下，後邊安裝路徑請嚴格注意，都安裝在 /usr/local/netcdf 下, 如果安在別的地方，一定記好路徑。

1. 安裝 zlib

zlib 是數據壓縮用的函式庫

解壓 tar -zxvf zlib-1.2.8.tar.gz
配置安裝信息. ./configure --prefix=/usr/local/netcdf
make 編譯
make check 檢查
make install 安裝

成功判斷條件：

安裝完成之後會在/usr/local/netcdf 這個目錄下生成三個文件 lib include share

2. 安裝 hdf5

一種設計用於存儲和組織大量數據的文件格式

解壓 tar -zxvf hdf5-1.8.13.tar.gz
./configure --prefix=/usr/local/netcdf --with-zlib=/usr/local/netcdf
make
make check
make install

成功判斷條件：

安裝完成後,會被安裝進/usr/local/netcdf 目錄下的四個文件 lib include share bin 中.

3. 安裝 netcdf-c

貌似4.2版本以後分成了 c庫和 fortran庫，需要分開編譯，3, 4,5 步驟均爲安裝，到 6 配置完變量再 7 驗證安裝是否成功

一種面向數組型並適於網絡共享的數據的描述和編碼標準

解壓 tar -zxvf netcdf-4.3.2.tar.gz
配置安裝信息 [後邊一段要一起粘到bash裏] CPPFLAGS=-I/usr/local/netcdf/include LDFLAGS=-L/usr/local/netcdf/lib ./configure --prefix=/usr/local/netcdf --disable-dap
make
make check
make install

4. 安裝 netcdf c++ 庫

解壓 tar -zxvf netcdf- cxx4-4.3.0.tar.gz
LDFLAGS=-L/usr/local/netcdf/lib CPPFLAGS=-I/usr/local/netcdf/include ./configure -- enable-shared --prefix=/usr/local/netcdf
make
make check
make install

5. 安裝 netcdf-fortran庫

聲明庫文件位置.終端中輸入 export LD_LIBRARY_PATH=/usr/local/netcdf /lib:$LD_LIBRARY_PATH
解壓 tar -zxvf netcdf-fortran-4.4.0.tar.gz
配置安裝信息 CPPFLAGS=-I/usr/local/netcdf/include LDFLAGS=- L/usr/local/netcdf/lib ./configure --prefix=/usr/local/netcdf
make
make check
make install

6. 配置環境變量

終端中輸入 vim ~/.bashrc 按進入插入模式，輸入如下信息

#netcdf4.4 

export NETCDF=/usr/local/netcdf 

export PATH=$NETCDF/bin:$PATH 

export LD_LIBRARY_PATH=$NETCDF/lib:$LD_LIBRARY_PATH 

export CPPFLAGS='-I/usr/local/netcdf/include' 

export LDFLAGS='-L/usr/local/netcdf/lib'

輸入完成保存退出（先按 esc 鍵，然後輸入：wq 保存退出或者 esc 然後大寫ZZ）

輸入 source ~/.bashrc 重載配置，要是不生效，關閉終端重開。

7. 檢查是否成功

nc-config --all

nf-config --all

檢查各個參數和路徑有沒有東西，沒有就失敗了，重裝吧。

到這一步，netpdf 算是成了。

8. 安裝mpich

tar xf mpich-3.3.tar.gz
cd mpich-3.3
./configure --prefix=/usr/local/mpich
make -j 4 [ -j 4 是多核編譯, 速度快, 別的沒啥區別]
make -j 4 check
make -j 4 install

9. 設置 mpich 變量

vim ~/.bashrc

export PATH=/usr/local/mpich/bin:${PATH}
export LD_LIBRARY_PATH=/usr/local/mpich/lib:${LD_LIBRARY_PATH}
export MANPATH=/usr/local/mpich/share/man:${MANPATH}

source ~/.bashrc

10. 安裝 ioapi

！！這一步是遇到問題最多的，因爲後邊CMAQ一些模塊編譯需要這個支持，這塊找了大量資料湊起來一套可行的方式

git clone https://github.com/cjcoats/ioapi-3.2 或者解壓文件

修改 ioapi-3.2下目錄下的Makefile

BIN 請根據自己情況調整, 如果你是完全按照我的模式來的, 這個就行了

修改後 ZZ 退出

當前的 ioapi-3.2 中的 ioapi 和 m3tools 目錄下沒有 Makefile 所以需要複製：

在 ioapi 和 m3tools 目錄下分別

cp Makefile.nocpl Makefile

完事後退回 ioapi-3.2目錄

創建 Linux2_x86_64 目錄

終端輸入

export BIN=Linux2_x86_64

mkdir $BIN

將 ./lib 複製到 Linux2_x86_64 目錄下：

cd $BIN cp /usr/local/netcdf/lib/lib* ./

注意，這裏我就是之前爲什麼將 hdf zlib 都放在 netcdf 同一個目錄，所以 lib 也是一起粘貼過來，如果你是分開安裝，就必須把其他的也粘過來。

然後回到 ioapi-3.2目錄

make configure

make

make install

成功判斷條件：

在 Linux2_x86_64 下輸入

ls *.mod

ls libioapi.a

確定有沒有相關文件，有的話恭喜基本過了這關了。

11. 編譯安裝CMAQ

首先安裝庫文件: blas 和 lapack

LAPACK 的源碼可以從 http://www.netlib.org/lapack/處下載，BLAS 也包含在其中。

LAPACK 提供了豐富的工具函式，可用於諸如解多元線性方程式、線性系統方程組的最小平方解、計算特徵向量、用於計算矩陣 QR 分解的 Householder 轉換、以及奇異值分解等問題。BLAS,全稱 Basic Linear AlgebraSubprograms，即基礎線性代數子程序庫，裏面擁有大量已經編寫好的關於線性代數運算的程序。

參考了 http://blog.csdn.net/mlnotes/article/details/9676269 的博客內容來安裝 blas 和 lapack，http://blog.sciencenet.cn/blog-3233813-1001369.html。

下載 blas, cblas, lapack 源代碼，這些源碼都可以在 http://www.netlib.org 上找到，下載並解壓。這裏提供我安裝時的下載鏈接 http://www.netlib.org/blas/blas.tgz http://www.netlib.org/blas/blast-forum/cblas.tgz http://www.netlib.org/lapack/lapack-3.4.2.tgz，解壓之後會有三個文件夾,BLAS, CBLAS, lapack-3.4.2

11.1 編譯 blas

先解壓文件 tar xvf blas.tgz
cd BLAS # BLAS 的解壓文件夾
gfortran -c -O3 *.f #編譯生成.o 執行文件
ar rv libblas.a *.o #鏈接所有的 .o 文件，生成 .a 文件
cp libblas.a /usr/local/lib # 將庫文件複製到系統庫目錄

11.2 編譯cblas

先解壓文件 tar xvf cblas.tgz
cd CBLAS # CBLAS 的解壓文件夾
將該文件夾下的某個 Makefile.xx 複製改名成 Makefile.in，其中 xx 代表了運行的環境，我用的是 linux 系統故將 Makefile.LINUX 改成 Makefile.in
cp ../BLAS/libblas.a testing #將上一步編譯成功的 libblas.a 複製到 CBLAS目錄下的 testing 子目錄
make #編譯所有的目錄
cp lib/cblas_LINUX.a /usr/local/lib/libcblas.a # 將庫文件複製到系統庫目錄下

11.3 編譯 lapack 和 lapacke

先解壓文件 tar xvf lapack.tgz
cd lapack-3.4.2 #lapack 的解壓文件夾
將 INSTALL 文件夾中的 make.inc.xx 複製一份到 lapack 目錄下，並且替換掉原有的 make.inc，其中 xx 代表相應的編譯器，比如我使用的是 gfortran 故用 make.inc.gfortran 來替換。
隨後，我們需要對 make.inc 文件進行編輯，這一步比較重要主要是設定好對應的 blas 和 cblas 目標文件的鏈接路徑（在系統庫目錄下的）。
編輯完成後，開始編譯 make #編譯所有的 lapack 文件
cd lapacke #進入 lapacke 文件夾，這個文件夾包含 lapack 的 C 語言接口文件
make # 編譯 lapacke
cp include/*.h /usr/local/include #將 lapacke 的頭文件複製到系統頭文件目錄
cd .. #返回到 lapack 目錄
cp *.a /usr/local/lib # 將生成的所有庫文件複製到系統庫目錄

11.4編譯 CMAQ

去官網下載 CMAQv5.0.2 源代碼和 benchmark input data

官網地址: https://www.cmascenter.org/download/forms/step_1.cfm

需要先註冊，登錄，然後選擇 CMAQ

下一步選版本和環境

然後選擇

CMAQ source code and scripts

CMAQ benchmark input data

然後解壓到 /usr/local/CMAQ-5.0.2下

後邊要進入 csh 環境，沒有的話 yum install csh

$ csh

$ cd /usr/local/CMAQ-5.0.2/scripts\