PGPLOT安装和配置

PGPLOT安装和配置

（本安装适用于习惯使用Fortran或偶尔使用Fortran计算并绘图的用户，对于从未使用过Fortran或不屑于使用Fortran而主要使用Python、IDL、C、Matlab等语言的可以无视）

一、PGPLOT安装

1、首先在https://www.astro.caltech.edu/~tjp/pgplot/网站下载pgplot5.2.tar.gz安装包，显然，该安装包从2000年以后未再更新；

2、（以下均为sudo模式）选择你一个你喜欢的目录存放此安装包，比如此处选择：/usr/local/src ；
％ cd /usr/local/src

3、将下载的安装包拷贝或移动到此目录下；
％ mv ~/Downloads/pgplot5.2.tar.gz .

4、解压缩此安装包，会看到生成包含诸多文件的pgplot文件夹；
％ tar zxvf pgplot5.2.tar.gz

5、在另一个目录下重新创建一个pgplot文件夹，比如此处的/usr/local/下，用于安装文件；
％ mkdir /usr/local/pgplot

6、进入此pgplot目录（注意：以下安装均在此目录下进行！）
％ cd /usr/local/pgplot

7、将那个解压缩生成的pgplot文件夹中的drivers.list拷到此安装目录下
％ cp /usr/local/src/pgplot/drivers.list .

8、编辑这个drivers.list文件，去掉该行最前面的“!”意味着打开该图像设备，比如这里打开：/PS, /VPS, /CPS, /VCPS, /XWINDOW, /XTERM和 /XSERVE，也就是去掉这几行前面的“!”;

9、在/usr/local/pgplot这个安装目录下执行如下命令，生成makefile文件；
％ /usr/local/src/pgplot/makemake /usr/local/src/pgplot linux g77_gcc_aout （此处g77不作改动，下面再编辑修改makefile文件）

10、编辑并修改makefile文件中如下内容：
（1）将FCOMPL=g77改为FCOMPL=gfortran，因为现在的编译器不再是g77，而是gfortran
（2）将FFLAGD=-fno-backslash 改为：FFLAGD=-fno-backslash -fPIC
（3）将FFLAGC=-Wall -O 改为：FFLAGC=-Wall -O -fPIC
（4）将CFLAGC=-DPG_PPU -O2 -I. 改为：CFLAGC=-DPG_PPU -O2 -I. -fPIC
对于（2）、（3）、（4）来说，也就是后面都加上-fPIC
（5）修改makefile中X11的位置，这一点非常重要，请详细看看下面的说明后再执行第11步的make命令

11、编译源文件：
％ make

12、编译cpg（c语言下运行的pgplot）：
% make cpg

13、删除此过程中生成的不必要的文件：
% make clean

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在执行make编译之前的重要说明：makefile中X11的位置！

X11R6中有很多类型的库文件，如果很死板地按照网上提示的/usr/X11R6/lib目录，就可能找不到可以使用的X11位置，出现不兼容的提示，所以这一步很重要。比如下面在执行make时，其中对pgdemo1.f到pgdemo17.f的编译：
gfortran -fno-backslash -fPIC -o pgdemo1 /usr/local/src/pgplot/examples/pgdemo1.f -L`pwd` -lpgplot -L/usr/X11R6 -lX11 `/usr/local/src/pgplot/cpg/libgcc_path.sh` -lgcc -lm -lc
………………
gfortran -fno-backslash -fPIC -o pgdemo17 /usr/local/src/pgplot/examples/pgdemo17.f -L`pwd` -lpgplot -L/usr/X11R6 -lX11 `/usr/local/src/pgplot/cpg/libgcc_path.sh` -lgcc -lm -lc
从这里可以看出编译是通过的。

同样在编译make cpg时会看到有如下提示：
gcc -O2 -c -I. /usr/local/src/pgplot/cpg/cpgdemo.c
gfortran -o cpgdemo cpgdemo.o -L`pwd` -lcpgplot -lpgplot -L/usr/X11R6 -lX11 `/usr/local/src/pgplot/cpg/libgcc_path.sh` -lgcc -lm -lc
rm -f cpgdemo.o
说明make cpg编译也是通过的。

上面的编译之所以成功，是因为上面的X11编译软连接是在/usr/X11R6目录下，而不是在/usr/X11R6/lib目录下，所以，如果仅在X11R6/lib目录下没找到需要的X11文件，就会出现不兼容的提示，所以要放开范围，让程序在/usr/X11R6这个大目录下找，因此书写路径时需要去掉该目录下面的lib（以下同）。

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14、设置环境变量：

％ vi .bashrc

在文件中加上：
PATH=/usr/local/pgplot/bin:$PATH
PGPLOT_DIR=/usr/local/pgplot/;export PGPLOT_DIR
LD_LIBRARY_PATH=/usr/local/pgplot/;export LD_LIBRARY
PGPLOT_FONT=/usr/local/pgplot/grfont.dat ;export PGPLOT_FONT
PGPLOT_DEV=/xwin;export PGPLOT_DEV
PGPLOT_LIB="-L /usr/X11R6/lib -lX11 -L /usr/local/pgplot/ -lpgplot";export PGPLOT_LIB（如果这一行不修改则可能找不到X11）
由于上面的X11编译软连接是在X11R6下，所以也应该去掉该目录下面的lib，修改如下：
PGPLOT_LIB="-L /usr/X11R6 -lX11 -L /usr/local/pgplot/ -lpgplot";export PGPLOT_LIB

修改好之后刷新.bashrc :
％ source .bashrc

到这里，pgplot的安装就结束了。

二、测试安装情况并编译

下面测试安装情况，看看还有哪些需要调整。

1、执行/usr/local/pgplot/目录下的demo文件试试，在/usr/local/pgplot/目录下，有：
％ /usr/local/pgplot/pgdemo1
％ /usr/local/pgplot/pgdemo2
％ /usr/local/pgplot/pgdemo3
...
％ /usr/local/pgplot/pgdemo17 以及cpgdemo，

执行方法是（以pgdemo1为例）：
% pgdemo1
如果出现“未发现此命令”的提示，就改为：
% ./pgdemo1

注意：此时需要打开Xming —— Windows系统下的X系统图形显示软件，否则不可能显示出图形，详见下面的“五”。

2、对于自己写的pgplot画图程序inputFotranFile.f，采用如下方式即可运行：
％ gfortran -o outputFileName inputFotranFile.f -L/usr/local/pgplot -L/usr/X11R6/lib -lpgplot -lX11
如果出现X11不兼容的提示，就说明这里需要根据X11位置灵活调整，比如这里就需要改为：
％ gfortran -o outputFileName inputFotranFile.f -L/usr/local/pgplot -L/usr/X11R6 -lpgplot -lX11
然后运行可执行文件outputFileName即可：
% ./outputFileName

3、如何去掉可执行前面的./而直接输入outputFileName后回车即可编译呢？
方法是：在.bashrc中加上 export PATH=/usr/local/bin:./:$PATH

4、解决Fortran代码因某些行写得太长（超过132个字符）而编译出错（但语法是正确的）的问题：

编译时加上-ffixed-line-length-none或-ffixed-line-length-0或-ffixed-line-length-132
gfortran -ffixed-line-length-none -o outputFileName inputFotranFile.f
其中none 可以改成 0，两者是等价的：
gfortran -ffixed-line-length-0 -o outputFileName inputFotranFile.f

5、解决避免反斜杠编写带来编译程序时的错误，可以加上-fno-backslash，否则可能需要类似这样的定义：
CHARACTER BACKSL
PARAMETER (BACKSL = '\\')

综上所述：

1、可以在.bashrc中加上：
alias ff="gfortran -o outputFileName inputFotranFile.f -ffixed-line-length-none -fno-backslash -L/usr/local/pgplot -L/usr/X11R6 -lpgplot -lX11"
编译方法为：
% outputFileName

2、或者在.bashrc中加上别名ff，编译后生成a.out：
alias ff="gfortran -ffixed-line-length-none -fno-backslash $1 -o a.out -L/usr/local/pgplot -L/usr/X11R6 -lpgplot -lX11"
编译方法为：
% a.out

3、或者在/usr/local/bin中编辑一个可执行文件ff，文件内容为：
gfortran -ffixed-line-length-none -fno-backslash $1 -o a.out -L/usr/local/pgplot -L/usr/X11R6 -lpgplot -lX11
编译方法为：
% ff inputFotranFile.f
% a.out

三、数学计算库的编译和添加

另外，在Fortran计算中还会用到大量的数学计算库，假如大量的子程序*.for文件放在目录/home/astro/math/下，生成Fortran程序编译所需要的libmath.a库文件可以用如下步骤进行编译：

1、使用 -c 选项编译每一个库源文件，生成相应的*.o 文件；
% gfortran -c /home/astro/math/*.for

2、使用 ar 创建静态库 libmath.a；
% ar cr libmath.a *.o

（ar命令详解：https://www.runoob.com/linux/linux-comm-ar.html）

3、删除没有用处的*.o文件
% rm -f *.o

则.bashrc中的ff加上libmath.a路径，修改为：
alias ff="gfortran -ffixed-line-length-none -fno-backslash $1 -o a.out -L/usr/local/pgplot -L/usr/X11R6 -lpgplot -lX11 /home/astro/math/libmath.a"

或者在/usr/local/bin中将可执行文件“ff”后面加上libmath.a路径，修改为：
gfortran -ffixed-line-length-none -fno-backslash $1 -o a.out -L/usr/local/pgplot -L/usr/X11R6 -lpgplot -lX11 /home/astro/math/libmath.a

参考网址：
https://docs.oracle.com/cd/E19205-01/820-1204/aeudl/index.html
https://blog.csdn.net/herorenme/article/details/22941415?utm_source=blogxgwz3
https://www.cnblogs.com/zzdbullet/p/10150323.html

四、X11的安装

X11各种版本（当前最新的是X11.R7.7）下载地址：
https://www.x.org/wiki/ ---> https://www.x.org/wiki/Releases/Download/ ---> http://mirror.csclub.uwaterloo.ca/x.org/

下载之后，可以直接放在/usr/目录下，解压缩即可。
Ubuntu系统，也可以在终端里输入: apt-get install libX11-dev libXext-dev libXtst-dev libXrender-dev libxmu-dev libxmuu-dev

五、Win10系统下使用Linux系统及Xming图形显示

Win10系统的微软商店（Microsoft.WindowsStore）有Linux系统的Ubuntu版本，可以不需要使用虚拟机安装Linux系统而直接在Windows平台下使用Linux系统，使习惯Windows的用户倍感便利。但是要实现跨操作系统的图像显示，就需要在本地 Windows 系统上启动一个 X window 服务，以实现将本机（远程）输入命令启动的程序界面显示在本地的Windows桌面上。Xming就是一个在Windows操作系统上运行X Window System的软件。Xming的主要功能是通过在Linux平台上通过交叉编译的方法，实现跨越操作系统对X系统图形用户界面（X Graphical User Interface, X GUI）的表现。

1、Xming X Server for Windows下载地址：
https://sourceforge.net/projects/xming/
https://xming.softonic.cn/
本站下载Xming-6-9-0-31-setup.exe和Xming-fonts-7-7-0-10-setup.exe

2、设置（该设置适用于所有在Windows平台显示X GUI，如Python、IDL、C等等）：
在.bashrc中加上
# XMing display
export DISPLAY=:0.0

Xming与Putty一起实现Linux X11在本地显示的方法如下：
putty上设置：Connection --> SSH --> X11 --> Enable X11 forwarding

可以参考：http://www.uuc.me/1211.html

Aug. 29, 2020