MacOS安装GMAIT软件流程及各类报错解决

软件介绍

GAMIT/GLOBK是由麻省理工学院、哈佛-史密森天体物理中心（CfA）、斯克里普斯海洋研究所（SIO）和澳大利亚国立大学开发的一个综合GNSS分析包，用于估计台站坐标和速度、地震后变形的随机或函数表示、大气延迟、卫星轨道和地球定向参数。

作为一款开源软件，GAMIT/GLOBK提供了多种系统的支持，包括常见Linux发行版和MacOS等。而对于Windows，则需要使用Linux子系统或虚拟机。

由于软件开发年代较为久远，历史包袱较重，在最新的MacOS Sonoma上安装未免存在诸多问题。本文将结合安装步骤及常见报错，介绍GAMIT/GLOBK软件的基础安装方法。

安装信息

  • 软件版本：GAMIT/GLOBK 10.71
  • 操作系统：MacOS Sonoma
  • gcc版本：Apple clang version 15.0.0 (clang-1500.1.0.2.5)
  • gefortran版本：GNU Fortran (Homebrew GCC 13.2.0) 13.2.0

安装过程及问题解决

开始之前，首先应获取GAMIT/GLOBK软件源码包，GAMIT/GLOBK源码不区分系统，仅在编译时略有不同。

相关依赖包安装

GAMIT/GLOBK官网提供了快速入门指南，可以查阅所有支持系统所需的依赖文件和基本安装步骤。

对于MacOS，需要安装的依赖有：

  • Command Line Tools for Xcode
  • XQuartz
  • gfortran

以上依赖快速入门指南中均有官网提供的安装命令/dmg安装包，在此不再赘述。

P.S. 某些教程可能建议使用旧版本gfortran以避免后续报错，但arm架构的Mac存在版本兼容问题，不建议尝试。报错问题可在下文找到解决方法。

创建安装位置

在适当的目录新建文件夹，将GAMIT/GLOBK软件源码包拷贝入该文件夹，文件结构如下图所示：

开始安装

打开终端，切换至该目录，为install_software.sh赋予执行权限并执行编译操作：

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cd ./gamit10.71
chmod +x install_software
sudo ./install_software

此时，输入y确认，脚本自动执行解压缩操作，将所有文件解压，随后询问是否要查找XQuartz相关依赖包安装位置——此时，可以选择查找（y）或不查找（n），无论选择何种选项均不会影响后续安装，安装脚本也会自动退出。

脚本退出后，来到./gamit10.71/libraries/Makefile.config文件夹下，找到约77行位置，将默认路径X11LIBPATH和X11INCPATH注释掉，在下方一系列路径中找到本机系统，Mac选择约90行处的Specific for Mac OS X and macOS，解除下面两行路径的注释,如下所示：

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# Specific for Mac OS X and macOS
X11LIBPATH /usr/X11/lib
X11INCPATH /usr/X11/include

按照官方教程，此时可以回到终端，执行

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sudo ./install_software

继续安装。如果此前依赖包使用了旧版本gfortran和gcc，则此处可以按照官方文档进行。如果使用了新版编译器，则需继续修改Makefile编译文件，否则会出现如下错误：(不想看具体错误的可以跳至“额外修改”部分)

  1. 错误一：

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    Error: Type mismatch between actual argument at (1) and actual argument at (2) (INTEGER(2) / INTEGER (4)).
    make: *** [com_lib. a (get_value.o)] Error
    Failure in make_gamit -- install_ software terminated

    · 出现该错误的原因是：新版本gfortran已经淘汰了一些不安全的特性，
    · 解决方案：使用 gfortran 10 或更高版本时，取消注释 libraries/Makefile.config 和 gamit/solve/Makefile.generic 中对应系统“FFLAGS”的定义，并在后方加入-fallow-argument-mismatch。
    · 原理分析：FFLAGS是编译文件中预留的选项更改变量，可以通过改变该变量为Fortran语言编译过程设置参数。

  2. 错误二：

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    gfortran: error: unrecognized command-line option '-fast'; did you mean '-Ofast'?

    gfortran: error: unrecognized command-line option '-Mnobackslash'; did you mean '-fno-backslash'?

    gfortran: error: unrecognized command-line option '-Msave'
    make: *** [com_lib.a(sd_compbd.o)] Error 1

    Failure in make_gamit -- install_software terminated

    该原因较为奇怪，猜测原因是官方提供的Makefile中存在语法错误，该错误仅在Mac系统安装时会出现。如果大家知道真实原因欢迎分享。
    · 解决方法：来到libraries/Makefile.config约364行，找到Mac编译设置，将FFLAGS修改为：

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    FFLAGS = -O3 -Wuninitialized -fno-f2c -ffast-math -fno-automatic -fno-backslash -m64 -fallow-argument-mismatch

    · 原理分析：gfortran不存在参数-fast，-Mnobackslash和-Msave，修改后的为标准用法。

  3. 错误三：

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    getdir _gftn.c:77:8: error: call to undeclared function 'fnmatch'; ISO C99 and later do not support implicit function declarations [-Wimplicit-function-declaration]
    if ((fnmatch(wild, direntp->d_name, 0)) = 0) {

    · 出现该错误的原因是：使用了隐式声明，而新版本gcc编译器已不再支持。简单来说就是C语言调用函数时未声明头文件
    · 解决方案：在libraries/Makefile.config找到CFLAGS，并添加-Wno-implicit-function-declaration忽略隐式声明报错。（或更加安全的方式：为所有报错的文件添加所需头文件，不建议）

  4. 错误四：

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    Error: Rank mismatch between actual argument at (1) and actual argument at (2) (rank-1 and scalar)
    make: *** [solve_lib.a(covbln.o)] Error 1
    Failure in make_gamit -- install_software terminated

    · 出现该错误的原因是：新版本gfortran已经淘汰了一些不安全的特性
    · 解决方案：使用 gfortran 10 或更高版本时，取消注释 libraries/Makefile.config 和 gamit/solve/Makefile.generic 中“FFLAGS”的定义，并在后方加入-fallow-argument-mismatch。

  5. 错误五：
    使用Ubuntu系统编译时提示x1000.h头文件存在multiple definition重定义错误；
    · 原因是x1000.h中定义了若干变量，编译生成.o链接文件时多个代码文件均调用了该头文件，使得一个变量被定义多次。
    · 解决方案是为x1000.h头文件中报错的变量添加Static修饰，添加Static后作为全局变量，只会被编译一次，避免了重复定义错误。

额外修改

对于使用了新版编译器的MacOS计算机，为防止出现以上错误，需对libraries/Makefile.config和gamit/solve/Makefile.generic两个文件进行以下修改：

来到libraries/Makefile.config文件约369行位置，将下面两个变量修改为：

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CFLAGS = -g -m64 -Wno-implicit-function-declaration
FFLAGS = -O3 -Wuninitialized -fno-f2c -ffast-math -fno-automatic -fno-backslash -m64 -fallow-argument-mismatch

来到gamit/solve/Makefile.generic约第8行，修改变量为：

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FFLAGS = -O3 -Wuninitialized -Wunused -fno-f2c -ffast-math -m64 -fallow-argument-mismatch #gftn

修改完成后，回到终端，执行

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sudo ./install_software

即可顺利完成安装。如出现其他报错（Error），可参考以上错误解决思路进行解决，绝大部分问题都是由于编译器版本的更迭所造成的。

环境变量设置

出现如下页面代表安装已完成：

输入y自动生成环境变量添加代码，复制后打开~/.zshrc粘贴复制的代码。（无该文件的自行创建即可，详细可参阅关于Mac环境变量的设置相关文章）

例：路径需修改为本机安装位置

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PATH="/Users/[username]/gamit10.71/opt/gamit10.71/com:/Users/haoyuwu/gamit10.71/opt/gamit10.71/gamit/bin:/Users/haoyuwu/gamit10.71/opt/gamit10.71/kf/bin:$PATH"; export PATH
HELP_DIR="/Users/[username]/gamit10.71/opt/gamit10.71/help"; export HELP_DIR

全部操作完成后，新建终端窗口，输入doy,如正确输出，则安装成功。