Fluent-UDF-中文教程UDF第7章-编译与链接

第七章UDF的编译与链接编写好UDF件（详见第三章）后，接下来则准备编译（或链接）它。在7.2或7.3节中指导将用户编写好的UDF如何解释、编译成为共享目标库的UDF。_第7.1节:介绍_第7.2节:解释UDF_第7.3节:编译UDF7.1介绍解释的UDF和编译的UDF其源码产生途径及编译过程产生的结果代码是不同的。编译后的UDF由C语言系统的编译器编译成本地目标码。这一过程须在FLUENT运行前完成。在FLUENT运行时会执行存放于共享库里的目标码，这一过程称为“动态装载”。另一方面，解释的UDF被编译成与体系结构无关的中间代码或伪码。这一代码调用时是在内部模拟器或解释器上运行。与体系结构无关的代码牺牲了程序性能，但其UDF可易于共享在不同的结构体系之间，即操作系统和FLUENT版本中。如果执行速度是所关心的，UDF文件可以不用修改直接在编译模式里运行。为了区别这种不同，在FLUENT中解释UDF和编译UDF的控制面板其形式是不同的。解释UDF的控制面板里有个“Compile按钮”，当点击“Compile按钮”时会实时编译源码。编译UDF的控制面板里有个“Open按钮”，当点击“Open按钮”时会“打开”或连接目标代码库运行FLUENT（此时在运行FLUENT之前需要编译好目标码）。当FLUENT程序运行中链接一个已编译好的UDF库时，和该共享库相关的东西都被存放到case文件中。因此，只要读取case文件，这个库会自动地链接到FLUENT处理过程。同样地，一个已经经过解释的UDF文件在运行时刻被编译，用户自定义的C函数的名称与内容将会被存放到用户的case文件中。只要读取这个case文件，这些函数会被自动编译。注：已编译的UDF所用到的目标代码库必须适用于当前所使用的计算机体系结构、操作系统以及FLUENT软件的可执行版本。一旦用户的FLUENT升级、操作系统改变了或者运行在不同的类型的计算机，必须重新编译这些库。UDF必须用DEFINE宏进行定义，DEFINE宏的定义是在udf.h文件中。因此，在用户编译UDF之前，udf.h文件必须被放到一个可被找到的路径，或者放到当前的工作目录中。udf.h文件放置在：path/Fluent.Inc/fluent6.+x/src/udf.h其中path是Fluent软件的安装目录，即Fluent.Inc目录。X代表了你所安装的版本号。通常情况下，用户不应该从安装默认目录中复制udf.h文件。编译器先在当前目录中寻找该文件，如果没找到，编译器会自动到/src目录下寻找。如果你升级了软件的版本，但是没有从你的工作目录中删除旧版本的udf.h文件，你则不能访问到该文件的最新版本。在任何情况下都不应该改变udf.h文件。7.2UDF解释这一节介绍编译经过解释的UDF的步骤。一旦经过解释的UDF被编译，用户自定义的C函数的名称与内容将会被存放到case文件中。只要读取这个case文件，这些函数便会自动被编译。编译被解释的UDF的一般程序如下：1.如果用户没有在网络Windows计算机上使用并行的FLUENT版本，则需要确定UDF的C源码和case文件与当前工作目录一致。具体步骤见7.2.2节。!如果源码不在当前工作目录，则用户编译UDF时，用户必须在解释UDF的控制面板里输入文件的完全路径，而不是只输入文件名。2.在当前工作目录下运行FLUENT。3.读取（或建立）case文件。4.打开“InterpretedUDFspanel”，编译UDF（如vprofile.c）。图7.2.1解释的UDF的控制面板(a)在“SourceFileName”下输入C源码的文件名（如vprofile.c）。!如果自定义的C源码不在工作目录中，用户必须输入完全的自定义的C函数路径。当写入case文件时，自定义源码的名称（或源码的完全路径）会存放到case文件中。(b)在“CPPCommandName”指定为C的预处理程序。当然也有其它有效的ANSIC预处理程序，包括gcc-E和cc–E。详细检查所用的计算机系统管理。(c)如果自定义函数局部变量数不引起栈的溢出，则保持“StackSize”的默认值为1000。此时，所设“StackSize”的数要远远大于局部变量用的数。(d)选择“DisplayAssemblyListing”，则当函数编译汇编码的清单会出现在窗口的控制台内。这一选项会保存于case文件，当用户接着运行FLUENT时汇编码会自动显示。(e)如果用户使用“FluentInc”提供的C预处理程序，选择“UseContributedCPP”。(f)点击“Compile”编译UDF。自定义C程序的名称和内容会存入于所写的case文件。只要编译UDF，汇编码会出现在控制窗口，所示范例如下。(g)编译结束点击“Close”。!如果在一次模拟中使用多于一个的UDF，用户需要将这些函数连接在一个C文件中，例如all.c。然后用“InterpretedUDFs”面板编译连接的文件。这些函数可以作为边界条件、源项及特性等。7.2.2基于Windows并行网络的目录结构在基于Windows网络上使用并行FLUENT版本需要专门的方法组织用户文件。具体步骤如下：1.在“Fluent.Inc”目录下创建一个名为“udf”的可写子目录。2.在udf目录下创建子目录（如Fluent.Inc\udf\myudf），将UDF的C源码存放于这个目录下。如果在同一串下多个用户运行工作，每个用户在udf目录下创建自己的子目录（如Fluent.Inc\udf\abcudf和xyzudf）。!因为源码不在当前工作目录下，所以在编译UDF时必须在“InterpretedUDFs”面板中输入文件的完全路径。例如，编译example.c文件时，输入如下：\\fileserver\Fluent.Inc\udf\myudf\example.cfileserver应输入用户所安装FLUENT的计算机名（如myserver）。3.确定所建立的case文件在当前工作目录下。7.2.3调试解释的UDF编译UDF时出错信息会出现在控制窗口中。用户有可能因错误滚动太快不能看到所用的出错信息。因此调试UDF时用户想关掉“DisplayAssemblyListing”。如果在调试UDF的过程中一直打开“InterpretedUDFs”面板，由于在独立窗口进行编辑，编译按钮则会不断重复编译。然后，直到无出错信息调试和编译才会结束。下面介绍一个出错例子，即在“InterpretedUDFs”控制面板中，编译被解释过的UDF时指定了错误的源文件。上面曾介绍过如果仅仅从当前工作目录下启动FLUENT，在“InterpretedUDFs”控制面板中键入用户的C源码的文件名，则case文件和C源码被指定于当前工作目录下。如果用户编译的C源码与工作目录是不同的路径，用户必须输入C源码所在的完整路径。否则会出现以下的错误信息：gcc:vprofile.c:Nosuchfileordirectorygcc:NoinputfilesError:vprofile.c:line1:syntaxerror.如果编译UDF写完case文件后，接着移动C源码到不同位置，会在接着运行FLUENT的过程中产生同样的错误信息。为了避免错误，只需要在“InterpretedUDFs”控制面板中的“SourceFileName”下输入完全的路径名，然后点击“Compile”。此时写case文件会保存C源码的新路径。7.3编译UDF这一节介绍如何链接编译好的UDF。这一过程需要使用C编译器。大部分UNIX的操作系统提供了C编译器。如果在PC机上运行，需要安装VC++编译器（如微软C++、v6.0或更高的版本）。一旦编译好的UDF库文件在FLUENT运行时链接到FLUENT处理过程，和共享库相关的东西会保存到case文件。因此，只要读取case文件，编译的库文件会自动链接到FLUENT处理过程。在控制窗口将会出现链接状态的报告如下：Openinglibrarylibp1/ultra/2d/libudf.so...p1_adjustenergy_sourcep1_sourcep1_diffusivityp1_bcDone.7.3.1一般程序编译和链接一个编译好的UDF的一般程序如下所示：1.在当前工作目录下，建立专门的目录结构（见7.3.2节）。2.编译用户的UDF和修建共享库（见7.3.3节）。3.在当前工作目录下运行FLUENT。4.读取（或建立）case文件（确信case文件在当前工作目录下）。5.链接共享库到FLUENT（见7.3.4节）。7.3.2建立目录结构对于UNIX系统和Windows系统来说，目录结构是不同的。下面分别介绍在两种系统下如何建立目录结构。UNIX系统对于UNIX系统下编译的UDF来说，makefile.udf和makefile.udf2两个文件在编译UDF库被需要。makefile文件包含了用户自定义部分，在这部分允许输入用户源函数和FLUENT的安装路径。这些文件的完整路径如下：path/Fluent.Inc/fluent6.+x/src/makefile.udfpath/Fluent.Inc/fluent6.+x/src/makefile.udf2其中path是用户直接安装Fluent.Inc的路径，x是用户安装Fluent版本的相应数（如，fluent6.0为0）。!FLUENT安装后所释放的makefile.udf2文件名为Makefile.udf。下面介绍建立共享库所要求的目录结构。通过下面的例子来介绍目录结构的建立，如图7.3.1所示。图7.3.1为编译好的UDF建立库目录的样本（UNIX）需要注意的是在图7.3.1所示的目录结构为FLUENT的两种版本：二维单精度串型和二维单精度平行。!不要在目录（2d，2dhost，等等）下存放任何文件。当编译用户库（见7.3.3节）时，图7.3.1中所示的文件会自动存放。1.在当然工作目录下，创建一个储存用户库的目录（如libudf）。2.从以上所示目录下复制makefile.udf2到用户目录（如libudf），且改名为Makefile。3.在用户创建的库目录下，建立一个储存用户源码、命名为src的源码目录。4.复制用户源码（如udfexample.c）到所建的/src目录下。5.从以上所示目录下复制makefile.udf到用户的/src目录，并且命名为makefile。6.鉴别FLUENT所运行的计算机的体系机构。(a)开始FLUENT程序。(b)向上滚动FLUENT的控制窗口到“\Starting”信息处，鉴定FLUENT的体系机构。(c)退出FLUENT程序。!如果体系机构是irix6.5，需要在makefile进行额外的修改。7.为体系机构所建不同版本下创建目录（如ultra/2d和ultra/3d）。存在的版本如下所示：single-precisionserial2Dor3D:2dor3ddouble-precisionserial2Dor3D:2ddpor3ddpsingle-precisionparallel2Dor3D:2d_nodeand2d_hostor3d_nodeand3d_hostdouble-precisionparallel2Dor3D:2ddp_nodeand2ddp_hostor3ddp_nodeand3ddp_host!需要注意：不管计算节点的数量，用户必须为每个并行版本的求解器（如在三维下有两个目录，二维双精度版本下有两个目录，等等）创建两个调试目录。!不要在目录（2d，2dhost，等等）下存放任何文件。当编译用户库（见7.3.3节）时，图7.3.1中所示的文件会自动存放。Windows系统对于Windows系统下编译的UDF来说，makefile_nt.udf和user_nt.udf两个文件在编译UDF库被需要。user_nt.udf文件中包含了用户