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IOAPI的編譯

Table of contents

背景

  • I/O API(Input/Output Applications Programming Interface)是美國環保署發展Models-3/EDSS時順帶產生的程式庫(cmascenter, I/O API concept)，用來快速存取NetCDF格式檔案，尤其對Fortran等高階語言而言，是非常必須之簡化程序。
  • 因此相關後續所發展的程式包括CMAQ系統、SMOKE系統、以及周圍軟體如VERDI，都會連結到其程式庫。迄今發展至3.2版，並沒有取而代之的界面程式庫或計畫。
  • WRF、CAMx雖然也能存取nc檔案，並沒有使用ioapi，而是自行撰寫存取副程式。
  • 其說明詳見官網、原始碼見於github.com
  • 何時會需要重新編譯
    • ioapi更新版本
    • 使用新的fortran compiler、mpi system、HDF或netCDF版本、任何一項更新都須重新編譯

EXT檔案的原始碼格式

  • 涉及檔案：ioapi目錄下的STATE3.EXT、IODECL3.EXT及FDESC3.EXT等個內含文件
  • 由於Fortran原始碼長度的定義，編譯時可能啟動了自由格式，因此原本72格的F77格式失效了，須在行尾加上&符號將下一行連起來(gfortran)。
    <         COMMON  / BSTATE3 /
<      &          P_ALP3, P_BET3, P_GAM3,
---
>         COMMON  / BSTATE3 /                                             &
>      &          P_ALP3, P_BET3, P_GAM3,                                 &

CPP編譯前定義的失誤

  • 原本根目錄說明了IOAPI_NCF4的開啟方式IOAPIDEFS = "-DIOAPI_NCF4"
  • 但實際make程式進行時並沒有確實替換模版裏的變數。 ``` … IOAPIDEFS = “-DIOAPI_NCF4”

SEDCMD =
… -e ‘s|IOAPI_DEFS|$(IOAPIDEFS)|’
…

configure: ${IODIR}/Makefile ${TOOLDIR}/Makefile (cd $(IODIR) ; sed $(SEDCMD) < Makefile.$(CPLMODE).sed > Makefile ) (cd $(TOOLDIR) ; sed $(SEDCMD) < Makefile.$(CPLMODE).sed > Makefile ) ```

  • 解決方式：直接編輯Makefile.$(CPLMODE).sed檔，開啟-DIOAPI_NCF4=1

連結程式庫到目標目錄($BIN)

  • 包括netcdf、hdf、pnetcdf或其中所需要的程式庫，因為所有編譯動作都在$BIN目錄下進行，因此直接連結是最方便。
  • 注意：編譯完成、存到最終位置時，要記得去除這些連結，否則在應用時會重複連結。

應用程式是否開啟openmp

  • 一般程式有2類型多工的選項
    • 使用編譯器的openmp(SMP)在單機多核平行運算，或者是
    • 跨節點多工mpi方案(DMP)，包括openmpi或者是mpich
    • 二者無法同時開啟
  • 如果是後者(eg. CCTM)，編譯ioapi時不能出現openmp選項(如ifort的-qopenmp、gfortran的-fopenmp)，否則後面mpifort的編譯會出錯。

Reference