GCC编译UDF和gdb调试UDF

Fluent版本：19.0

前面我们介绍过使用VS来编译和调试UDF，其实我们也可以用GCC来编译UDF、gdb调试UDF。本次介绍的方法更具有通用性，也适用于Linux下Fluent的UDF编译和调试

首先我们介绍使用GCC来编译UDF

我习惯使用TDM-GCC，下载地址为：

http://tdm-gcc.tdragon.net/download

下面就安装TDM-GCC

安装完TDM-GCC

在TDM-GCC安装目录下查找gendef.exe，我的路径是I:\TDM-GCC-64\x86_64-w64-mingw32\bin

然后我们启动一个cmd窗口

转到Fluent的库文件目录下，我的目录分别为：

I:\Program Files\ANSYS Inc\v190\fluent\fluent19.0.0\win64\2d

I:\Program Files\ANSYS Inc\v190\fluent\fluent19.0.0\win64\2d_host

I:\Program Files\ANSYS Inc\v190\fluent\fluent19.0.0\win64\2d_node

I:\Program Files\ANSYS Inc\v190\fluent\fluent19.0.0\win64\2ddp

I:\Program Files\ANSYS Inc\v190\fluent\fluent19.0.0\win64\2ddp_host

I:\Program Files\ANSYS Inc\v190\fluent\fluent19.0.0\win64\2ddp_node

I:\Program Files\ANSYS Inc\v190\fluent\fluent19.0.0\win64\3d

I:\Program Files\ANSYS Inc\v190\fluent\fluent19.0.0\win64\3d_host

I:\Program Files\ANSYS Inc\v190\fluent\fluent19.0.0\win64\3d_node

I:\Program Files\ANSYS Inc\v190\fluent\fluent19.0.0\win64\3ddp

I:\Program Files\ANSYS Inc\v190\fluent\fluent19.0.0\win64\3ddp_host

I:\Program Files\ANSYS Inc\v190\fluent\fluent19.0.0\win64\3ddp_node

I:\Program Files\ANSYS Inc\v190\fluent\fluent19.0.0\multiport\win64\mpi\shared

I:\Program Files\ANSYS Inc\v190\fluent\fluent19.0.0\multiport\win64\net\shared

我们以I:\Program Files\ANSYS Inc\v190\fluent\fluent19.0.0\win64\2d为例：

将cmd窗口转到目录下

然后生成def文件

然后根据def生成GCC能识别的库

其余的目录根据上面的操作重复即可，注意一下

I:\Program Files\ANSYS Inc\v190\fluent\fluent19.0.0\win64\2d_node

I:\Program Files\ANSYS Inc\v190\fluent\fluent19.0.0\win64\2ddp_node

I:\Program Files\ANSYS Inc\v190\fluent\fluent19.0.0\win64\3d_node

I:\Program Files\ANSYS Inc\v190\fluent\fluent19.0.0\win64\3ddp_node

命令：

"I:\TDM-GCC-64\x86_64-w64-mingw32\bin\gendef.exe" fl_mpi1900.exe

生成def文件

命令：

dlltool --dllname fl_mpi1900.exe --def fl_mpi1900.def --output-lib fl_mpi1900.a

生成GCC的库

而

I:\Program Files\ANSYS Inc\v190\fluent\fluent19.0.0\multiport\win64\mpi\shared

I:\Program Files\ANSYS Inc\v190\fluent\fluent19.0.0\multiport\win64\net\shared

命令：

"I:\TDM-GCC-64\x86_64-w64-mingw32\bin\gendef.exe" mport.dll

生成def文件

命令：

dlltool --dllname mport.dll --def mport.def --output-lib mport.a

生成GCC的库

注意：以上步骤只需要第一次进行操作，以后再编译的时候就无需重复上面的步骤了，可直接使用这些已经生成的库

然后我们就可以编译UDF了（以二维双精度为例），但是UDF的写法必须按照下面的写法

Fluent相关的头文件：

I:\Program Files\ANSYS Inc\v190\fluent\fluent19.0.0\win64\2ddp

I:\Program Files\ANSYS Inc\v190\fluent\fluent19.0.0\src\main

I:\ Program Files\ANSYS Inc\v190\fluent\fluent19.0.0\src\addon-wrapper

I:\Program Files\ANSYS Inc\v190\fluent\fluent19.0.0\src\io

I:\Program Files\ANSYS Inc\v190\fluent\fluent19.0.0\src\species

I:\Program Files\ANSYS Inc\v190\fluent\fluent19.0.0\src\pbns

I:\Program Files\ANSYS Inc\v190\fluent\fluent19.0.0\src\numerics

I:\Program Files\ANSYS Inc\v190\fluent\fluent19.0.0\src\sphysics

I:\Program Files\ANSYS Inc\v190\fluent\fluent19.0.0\src\storage

I:\Program Files\ANSYS Inc\v190\fluent\fluent19.0.0\src\mphase

I:\Program Files\ANSYS Inc\v190\fluent\fluent19.0.0\src\bc

I:\Program Files\ANSYS Inc\v190\fluent\fluent19.0.0\src\models

I:\Program Files\ANSYS Inc\v190\fluent\fluent19.0.0\src\material

I:\Program Files\ANSYS Inc\v190\fluent\fluent19.0.0\src\amg

I:\Program Files\ANSYS Inc\v190\fluent\fluent19.0.0\src\util

I:\Program Files\ANSYS Inc\v190\fluent\fluent19.0.0\src\mesh

I:\Program Files\ANSYS Inc\v190\fluent\fluent19.0.0\src\udf

I:\Program Files\ANSYS Inc\v190\fluent\fluent19.0.0\src\ht

I:\Program Files\ANSYS Inc\v190\fluent\fluent19.0.0\src\dx

I:\Program Files\ANSYS Inc\v190\fluent\fluent19.0.0\src\turbulence

I:\Program Files\ANSYS Inc\v190\fluent\fluent19.0.0\src\parallel

I:\Program Files\ANSYS Inc\v190\fluent\fluent19.0.0\src\etc

I:\Program Files\ANSYS Inc\v190\fluent\fluent19.0.0\src\ue

I:\Program Files\ANSYS Inc\v190\fluent\fluent19.0.0\src\dpm

I:\Program Files\ANSYS Inc\v190\fluent\fluent19.0.0\src\dbns

I:\Program Files\ANSYS Inc\v190\fluent\fluent19.0.0\cortex\src

I:\Program Files\ANSYS Inc\v190\fluent\fluent19.0.0\client\src

I:\Program Files\ANSYS Inc\v190\fluent\fluent19.0.0\tgrid\src

I:\Program Files\ANSYS Inc\v190\fluent\fluent19.0.0\multiport\src

I:\Program Files\ANSYS Inc\v190\fluent\fluent19.0.0\multiport\mpi_wrapper\src

注意：此处需要注意一下：请务必严格按照上面的头文件顺序！

示例是二维双精度的UDF，所以是

I:\Program Files\ANSYS Inc\v190\fluent\fluent19.0.0\win64\2ddp

如果是二维双精度并行UDF，那么就需要编译两次

对于host，那么就是

I:\Program Files\ANSYS Inc\v190\fluent\fluent19.0.0\win64\2ddp_host

对于node，那么就是

I:\Program Files\ANSYS Inc\v190\fluent\fluent19.0.0\win64\2ddp_node

如果是二维单精度就需要改变为：

I:\Program Files\ANSYS Inc\v190\fluent\fluent19.0.0\win64\2d

如果是二维单精度并行UDF，那么就需要编译两次

对于host，那么就是

I:\Program Files\ANSYS Inc\v190\fluent\fluent19.0.0\win64\2d_host

对于node，那么就是

I:\Program Files\ANSYS Inc\v190\fluent\fluent19.0.0\win64\2d_node

如果是三维双精度就需要改变为：

I:\Program Files\ANSYS Inc\v190\fluent\fluent19.0.0\win64\3ddp

如果是三维双精度并行UDF，那么就需要编译两次

对于host，那么就是

I:\Program Files\ANSYS Inc\v190\fluent\fluent19.0.0\win64\3ddp_host

对于node，那么就是

I:\Program Files\ANSYS Inc\v190\fluent\fluent19.0.0\win64\3ddp_node

如果是三维单精度就需要改变为：

I:\Program Files\ANSYS Inc\v190\fluent\fluent19.0.0\win64\3d

如果是三维单精度并行UDF，那么就需要编译两次

对于host，那么就是

I:\Program Files\ANSYS Inc\v190\fluent\fluent19.0.0\win64\3d_host

对于node，那么就是

I:\Program Files\ANSYS Inc\v190\fluent\fluent19.0.0\win64\3d_node

在cmd窗口转入UDF源代码所在目录，我的是N:\demo_case

然后输入下面的命令

mkdir .\libudf\win64\2ddp && gcc -shared -o .\libudf\win64\2ddp\libudf.dll demo.c "I:\Program Files\ANSYS Inc\v190\fluent\fluent19.0.0\win64\2ddp\fl1900.a" -I. -I"I:\Program Files\ANSYS Inc\v190\fluent\fluent19.0.0\win64\2ddp" -I"I:\Program Files\ANSYS Inc\v190\fluent\fluent19.0.0\src\main" -I"I:\Program Files\ANSYS Inc\v190\fluent\fluent19.0.0\src\addon-wrapper" -I"I:\Program Files\ANSYS Inc\v190\fluent\fluent19.0.0\src\io" -I"I:\Program Files\ANSYS Inc\v190\fluent\fluent19.0.0\src\species" -I"I:\Program Files\ANSYS Inc\v190\fluent\fluent19.0.0\src\pbns" -I"I:\Program Files\ANSYS Inc\v190\fluent\fluent19.0.0\src\numerics" -I"I:\Program Files\ANSYS Inc\v190\fluent\fluent19.0.0\src\sphysics" -I"I:\Program Files\ANSYS Inc\v190\fluent\fluent19.0.0\src\storage" -I"I:\Program Files\ANSYS Inc\v190\fluent\fluent19.0.0\src\mphase" -I"I:\Program Files\ANSYS Inc\v190\fluent\fluent19.0.0\src\bc" -I"I:\Program Files\ANSYS Inc\v190\fluent\fluent19.0.0\src\models" -I"I:\Program Files\ANSYS Inc\v190\fluent\fluent19.0.0\src\material" -I"I:\Program Files\ANSYS Inc\v190\fluent\fluent19.0.0\src\amg" -I"I:\Program Files\ANSYS Inc\v190\fluent\fluent19.0.0\src\util" -I"I:\Program Files\ANSYS Inc\v190\fluent\fluent19.0.0\src\util" -I"I:\Program Files\ANSYS Inc\v190\fluent\fluent19.0.0\src\mesh" -I"I:\Program Files\ANSYS Inc\v190\fluent\fluent19.0.0\src\udf" -I"I:\Program Files\ANSYS Inc\v190\fluent\fluent19.0.0\src\ht" -I"I:\Program Files\ANSYS Inc\v190\fluent\fluent19.0.0\src\dx" -I"I:\Program Files\ANSYS Inc\v190\fluent\fluent19.0.0\src\turbulence" -I"I:\Program Files\ANSYS Inc\v190\fluent\fluent19.0.0\src\parallel" -I"I:\Program Files\ANSYS Inc\v190\fluent\fluent19.0.0\src\etc" -I"I:\Program Files\ANSYS Inc\v190\fluent\fluent19.0.0\src\ue" -I"I:\Program Files\ANSYS Inc\v190\fluent\fluent19.0.0\src\dpm" -I"I:\Program Files\ANSYS Inc\v190\fluent\fluent19.0.0\src\dbns" -I"I:\Program Files\ANSYS Inc\v190\fluent\fluent19.0.0\cortex\src" -I"I:\Program Files\ANSYS Inc\v190\fluent\fluent19.0.0\client\src" -I"I:\Program Files\ANSYS Inc\v190\fluent\fluent19.0.0\tgrid\src" -I"I:\Program Files\ANSYS Inc\v190\fluent\fluent19.0.0\multiport\src" -I"I:\Program Files\ANSYS Inc\v190\fluent\fluent19.0.0\multiport\mpi_wrapper\src"

简单解释一下上面的命令：

mkdir .\libudf\win64\2ddp表示首先创建放置UDF生成文件的目录，否则后面直接编译的话，GCC不会自动生成目录从而造成编译出错

&&表示目录创建成功才能进行后面的命令

-o .\libudf\win64\2ddp\libudf.dll表示生成的UDF文件并且将其生成在前面生成的目录下

demo.c "I:\Program Files\ANSYS Inc\v190\fluent\fluent19.0.0\win64\2ddp\fl1900.a"其中demo.c表示前面编写的UDF源代码，而后面这个是GCC需要连接的Fluent的库，我们这里是二维双精度，所以是

"I:\Program Files\ANSYS Inc\v190\fluent\fluent19.0.0\win64\2ddp\fl1900.a"

如果是二维单精度

"I:\Program Files\ANSYS Inc\v190\fluent\fluent19.0.0\win64\2d\fl1900.a"

如果是三维双精度

"I:\Program Files\ANSYS Inc\v190\fluent\fluent19.0.0\win64\3ddp\fl1900.a"

如果是三维单精度

"I:\Program Files\ANSYS Inc\v190\fluent\fluent19.0.0\win64\3d\fl1900.a"

编译完成

我们打开Fluent

当然我们也可以用C++的方式来编译，只需要将UDF按照如下的方式来改写即可，上面编译的命令gcc改为g++即可

接下来我们介绍如何使用gdb来调试UDF，原始的gdb是命令行来操作非常不方便

这里的gdb我们采用gdbgui，可以在浏览器中通过图形化界面的方式来对UDF程序进行调试

gdbgui下载地址：https://gdbgui.com/downloads.html

虽然gdbgui有打包好的exe包，但是这个包已经过时，无法用来调试UDF，所以我们采用python安装的方式安装最新的gdbgui

首先我们需要安装python，推荐anaconda，推荐从清华大学开源软件镜像站下载，下载链接：https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/anaconda/archive/

我使用的版本是Anaconda2-4.1.1，当然也可以按照自己的需要来下载安装，安装过程不清楚的话，可参考：https://blog.csdn.net/u012318074/article/details/77075209

然后打开cmd窗口，转入anaconda安装目录下的Scripts目录(我的是I:\Anaconda2\Scripts)，如果不转到该目录下可能会安装出现问题

然后输入pip install gdbgui --upgrade命令

安装完成

我在用python3安装gdbgui的时候，maskupsafe可能会失败，只需要单独下载安装包本地安装即可，下载链接：

https://www.lfd.uci.edu/~gohlke/pythonlibs/，其他问题还可参考https://blog.csdn.net/candcplusplus/article/details/72793591

在cmd当中输入gdbgui test命令

表示安装成功

接下来我们介绍如何使用gdbgui来调试UDF

首先我们编写如下的UDF源码：

然后我们转入算例目录，在cmd下输入下面的命令：

mkdir .\libudf\win64\2ddp && gcc -O0 -g -shared -o .\libudf\win64\2ddp\libudf.dll demo.c "I:\Program Files\ANSYS Inc\v190\fluent\fluent19.0.0\win64\2ddp\fl1900.a" -I. -I"I:\Program Files\ANSYS Inc\v190\fluent\fluent19.0.0\win64\2ddp" -I"I:\Program Files\ANSYS Inc\v190\fluent\fluent19.0.0\src\main" -I"I:\Program Files\ANSYS Inc\v190\fluent\fluent19.0.0\src\addon-wrapper" -I"I:\Program Files\ANSYS Inc\v190\fluent\fluent19.0.0\src\io" -I"I:\Program Files\ANSYS Inc\v190\fluent\fluent19.0.0\src\species" -I"I:\Program Files\ANSYS Inc\v190\fluent\fluent19.0.0\src\pbns" -I"I:\Program Files\ANSYS Inc\v190\fluent\fluent19.0.0\src\numerics" -I"I:\Program Files\ANSYS Inc\v190\fluent\fluent19.0.0\src\sphysics" -I"I:\Program Files\ANSYS Inc\v190\fluent\fluent19.0.0\src\storage" -I"I:\Program Files\ANSYS Inc\v190\fluent\fluent19.0.0\src\mphase" -I"I:\Program Files\ANSYS Inc\v190\fluent\fluent19.0.0\src\bc" -I"I:\Program Files\ANSYS Inc\v190\fluent\fluent19.0.0\src\models" -I"I:\Program Files\ANSYS Inc\v190\fluent\fluent19.0.0\src\material" -I"I:\Program Files\ANSYS Inc\v190\fluent\fluent19.0.0\src\amg" -I"I:\Program Files\ANSYS Inc\v190\fluent\fluent19.0.0\src\util" -I"I:\Program Files\ANSYS Inc\v190\fluent\fluent19.0.0\src\util" -I"I:\Program Files\ANSYS Inc\v190\fluent\fluent19.0.0\src\mesh" -I"I:\Program Files\ANSYS Inc\v190\fluent\fluent19.0.0\src\udf" -I"I:\Program Files\ANSYS Inc\v190\fluent\fluent19.0.0\src\ht" -I"I:\Program Files\ANSYS Inc\v190\fluent\fluent19.0.0\src\dx" -I"I:\Program Files\ANSYS Inc\v190\fluent\fluent19.0.0\src\turbulence" -I"I:\Program Files\ANSYS Inc\v190\fluent\fluent19.0.0\src\parallel" -I"I:\Program Files\ANSYS Inc\v190\fluent\fluent19.0.0\src\etc" -I"I:\Program Files\ANSYS Inc\v190\fluent\fluent19.0.0\src\ue" -I"I:\Program Files\ANSYS Inc\v190\fluent\fluent19.0.0\src\dpm" -I"I:\Program Files\ANSYS Inc\v190\fluent\fluent19.0.0\src\dbns" -I"I:\Program Files\ANSYS Inc\v190\fluent\fluent19.0.0\cortex\src" -I"I:\Program Files\ANSYS Inc\v190\fluent\fluent19.0.0\client\src" -I"I:\Program Files\ANSYS Inc\v190\fluent\fluent19.0.0\tgrid\src" -I"I:\Program Files\ANSYS Inc\v190\fluent\fluent19.0.0\multiport\src" -I"I:\Program Files\ANSYS Inc\v190\fluent\fluent19.0.0\multiport\mpi_wrapper\src"

注意：稍微解释一下上面这个命令的参数：

-O0表示不做任何优化，其实是默认选项，这里不写也可以，启用这个选项就是为了防止后面调试的错误。

-g 此参数是必须，用来产生供gdb调试用的可执行文件，否则无法用gdb进行调试。

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