Ubuntu上Fortran库如何安装

在 Ubuntu 上安装与配置 Fortran 库

一 安装编译器与基础工具

• 更新索引并安装 gfortran（大多数 Fortran 库构建与链接都依赖它）：
  • 命令：sudo apt update & & sudo apt install gfortran
  • 验证：gfortran --version
• 建议同时安装构建工具（便于从源码构建库）：sudo apt install build-essential
• 如需特定版本（例如 gfortran-12），可添加工具链 PPA 后安装：
  • 命令：sudo add-apt-repository ppa:ubuntu-toolchain-r/test & & sudo apt update
  • 安装：sudo apt install gfortran-12
  • 验证：gfortran-12 --version
• 可选：安装 fpm（Fortran 项目与依赖管理，便于拉取与构建常用库）：
  • 下载解压后将其 bin 目录加入 PATH，例如：echo 'export PATH=$PATH:/path/to/fpm/bin' > > ~/.bashrc & & source ~/.bashrc

二 安装常用数值与并行库

• 基础线性代数库（BLAS/LAPACK 接口）：sudo apt install libblas-dev liblapack-dev
• 高性能数学库（Intel MKL）：sudo apt install libmkl-dev
• OpenMP（共享内存并行）：sudo apt install libomp-dev
• MPI（分布式内存并行，Open MPI 实现）：sudo apt install libopenmpi-dev openmpi-bin
• 安装完成后可用 mpif90 --version 验证 MPI 编译器包装器是否就绪。

三 从发行版仓库安装常见科学计算库

• 典型做法：sudo apt install 库名-dev（开发包通常包含头文件与静态库，便于编译链接）。
• 常见库示例（按需求选择安装）：
  • FFTW3（快速傅里叶变换）：sudo apt install libfftw3-dev
  • LAPACK95 接口：sudo apt install liblapack95-dev
  • BLAS95 接口：sudo apt install libblas95-dev
  • ARPACK-NG（大规模特征值问题）：sudo apt install libarpack-ng-dev
  • SuperLU（稀疏直接求解器）：sudo apt install libsuperlu-dev
• 安装后可在 /usr/lib/x86_64-linux-gnu/ 或 /usr/lib/ 下找到对应的 .so/.a 文件，头文件通常在 /usr/include/。

四 从源码构建与安装自定义库

• 基本流程（以库源码目录为 ~/src/mylib）：
  1. 配置：cd ~/src/mylib & & ./configure --prefix=/usr/local
  2. 编译：make -j$(nproc)
  3. 安装：sudo make install
  4. 刷新动态链接缓存：sudo ldconfig
• 若库提供 CMake 支持：mkdir build & & cd build & & cmake -DCMAKE_INSTALL_PREFIX=/usr/local .. & & make -j$(nproc) & & sudo make install & & sudo ldconfig
• 安装到系统目录（如 /usr/local/lib）后，运行 sudo ldconfig 使动态链接器能找到新库。

五 链接与使用要点

• 编译与链接示例（假设库名为 libexample，库文件为 libexample.so 或 libexample.a）：
  • 最简：gfortran -o app app.f90 -lexample
  • 指定库路径：gfortran -o app app.f90 -L/path/to/lib -lexample
  • 带依赖顺序：gfortran -o app app.f90 -lexample -ldependency
  • 使用 pkg-config（若库提供 .pc 文件）：gfortran app.f90 $(pkg-config --cflags --libs example)
• 运行与排错：
  • 若报找不到库，确认库目录已加入链接器搜索路径，并执行 sudo ldconfig
  • 使用 ldd app 检查可执行文件是否成功解析到目标库
• 并行库使用要点：
  • OpenMP：编译加 -fopenmp，运行时可通过环境变量控制线程数（如 export OMP_NUM_THREADS=4）
  • MPI：用 mpif90 编译，运行时用 mpiexec -n 4 ./app 启动多进程
• 模块与头文件：
  • 使用模块（use example）时，确保模块文件（.mod）在编译器的模块搜索路径中；头文件（.h）通过 -I/path/to/include 指定

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