Geant4 Simulation Ubuntu Linux Shell

Geant4安装教程汇总

Posted by 鹏少 on October 11, 2023

教程说明

  • geant4在Linux、windows、mac三种系统上都可以安装。本教程主要针对Linux系统，和Windows下的Linux子系统(wsl)，或者虚拟机linux系统。如果是用wsl系统，建议用wsl2，因为wsl2自带可视化解决方案。
  • 除了本教程的编译安装方法，还可以通过conda命令或者一些特殊的工具，一键安装geant4， 大家也可以尝试, 具体参考“Geant4官网安装说明”。
  • 本教程可用于ubuntu18.04/20.04这两个版本。对于ubuntu22.04，没有测试过，不过问题不大。对于debian系其他linux发行版，应该问题也不大。debian系以外的其他linux发行版和macOS， 则不能直接采用。
  • 本教程里涉及geant4版本编号命令，记得修改为实际安装的版本编号。此外，不同版本的geant4在安装过程中存在一些差异，本教程提供了一些说明，但没有完全覆盖。
  • 本教程里username替换成实际的用户名, /path/to替换成实际的文件夹路径。
  • 本教程里所用shell为zsh。对应环境变量的配置文件为~/.zshrc。如果用的是bash，那么对应的配置文件为~/.bashrc
  • 编译安装过程中可能有一些warning，不报错就没事。
  • 本教程的内容汇总了网上许多优秀的教程，由于之前记录的不仔细，无法一一附上，十分抱歉。

第一步-准备工作-安装必要的包

这一步安装过后，如果编译安装出问题，最准确的debug的参考为：官网上的安装要求Geant4 System/Software Prerequisites — Geant4 Installation Guide 11.1 documentation

对于依赖包列表，笔者手里有多个版本，跟geant4版本和linux版本有关，一并放上。如果想省事，可以都运行安装（有些包可能会安装不上，可以先不管，后面编译如果出问题再看）

版本1：

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sudo apt install git  dpkg-dev  cmake  g++  gcc  libdpkg-dev binutils  libx11-dev  libxpm-dev  libxft-dev  libxext-dev  libxmu-dev  libpng-dev libjpeg-dev gfortran  libssl-dev  libpcre3-dev  libglew-dev  libftgl-dev  libmysqlclient-dev  libfftw3-dev  libcfitsio-dev  graphviz-dev  libavahi-compat-libdnssd-dev libldap2-dev  python-dev  libxml2-dev  libkrb5-dev libgsl-dev

版本2: 这里面安装的是qt5， 适用于ubuntu20及以上版本

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sudo apt install libxerces-c-dev libmotif-dev libglw1-mesa-dev inventor-dev opticalraytracer libpythia8-dev pythia8-doc-html pythia8-doc-worksheet pythia8-examples emacs colordiff lftp dkms build-essential libzlcore-dev libxmu-dev fastjet-doc fastjet-examples libfastjet-fortran-dev libfastjetplugins-dev libfastjettools-dev libfastjet-fortran0 libfastjetplugins0 libfastjettools0 vim vim-doc vim-scripts  qt5-default qtcreator

版本3: 这里面安装的是qt4， 适用于ubuntu20以下版本

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sudo apt install cmake git dpkg-dev libdpkg-dev libx11-dev libxpm-dev libxft-dev libxext-dev libjpeg-dev python-dev gfortran libssl-dev libpcre3-dev libglu1-mesa-dev libglew-dev libftgl-dev libmysqlclient-dev libfftw3-dev libcfitsio-dev:i386 libcfitsio-dev libgraphviz-dev libavahi-compat-libdnssd-dev libdap-dev libxml2-dev libgsl0-dev libqt4-dev libpnglite-dev libafterimage-dev libgmp-dev libpq-dev libsqlite3-dev libiodbc2-dev libdpm-dev libavahi-core-dev

版本4：

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sudo apt-get install dpkg-dev g++ gcc binutils libx11-dev libxpm-dev libxft-dev libxext-dev python libssl-dev gfortran libpcre3-dev xlibmesa-glu-dev libglew1.5-dev libftgl-dev libmysqlclient-dev libfftw3-dev libcfitsio-dev graphviz-dev libavahi-compat-libdnssd-dev libldap2-dev python-dev libxml2-dev libkrb5-dev libgsl0-dev libxerces-c-dev

第二步-源码和数据下载

Geant4的官方下载页面上把Source files(GNU or Linux tar format, compressed using gzip)和Data files下载下来，可能需要科学上网；或者直接用命令下载

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wget https://gitlab.cern.ch/geant4/geant4/-/archive/v11.1.2/geant4-v11.1.2.tar.gz

下载下来以后，所有的Data files放到一个目录（path/to/geant4-data）里头去，然后在这个目录下执行以下命令一键解压：

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for i in `ls *.gz` ; do tar -xvf $i ; done

第三步-编译安装

编译安装包含两步: cmake -> make -> make install

第一步是cmake工具生成makefile，makefile可以理解为大型代码库的编译命令（把庞大源代码库进行联合编译）–速度较快

第二部就是用上述makefile进行编译–速度很慢

第三步是把编译好的文件复制到指定的安装目录–速度较快

这里面一般来说，只要cmake输出正常，没在报错，后续就没有问题。

目录的设计

涉及到四个文件夹,四个文件夹最好是平行关系，不要有嵌套:

  • path/to/geant4-source：源码目录，下的源码包解压开来以后的文件夹，包括CMakeLists.txt等文件，文件夹名字大概是类似于geant4.10.07.p02；
  • path/to/geant4-data：Data files目录，就上一步把所有Data Files解压出来的那个目录；
  • path/to/geant4-build：编译目录， 这是个临时目录，安装过后，这个就可以删除；
  • path/to/geant4-install：最终安装位置

例如用下命令快速建立文件夹, 然后把geant4.10.07.p02.tar.gz解压到geant4.10.07.p02-source里面；把数据包解压到geant4.10.07.p02-data:

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mkdir geant4 &&cd geant4 &&mkdir geant4.10.07.p02-data&&mkdir geant4.10.07.p02-source&&mkdir geant4.10.07.p02-install&&mkdir geant4.10.07.p02-build
cmake

不同版本的cmake命令有一些差异, 都放在这里，大家参考

geant4.11.1版本：

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cd /home/username/Documents/geant4.11.1/geant4.11.1-build
cmake -DCMAKE_INSTALL_PREFIX=/home/username/Documents/geant4.11.1/geant4-v11.1.0-install -DGEANT4_INSTALL_DATADIR=/home/username/Documents/geant4.11.1/geant4-v11.1.0-data -DGEANT4_USE_GDML=ON -DGEANT4_USE_QT=ON -DGEANT4_USE_XM=ON -DGEANT4_USE_OPENGL_X11=ON -DGEANT4_USE_RAYTRACER_X11=ON -DGEANT4_USE_SYSTEM_ZLIB=ON -DGEANT4_USE_INVENTOR=OFF -DGEANT4_BUILD_CXXSTD=17 -DGEANT4_BUILD_MULTITHREADED=ON /home/username/Documents/geant4.11.1/geant4-v11.1.0-source

geant4.10.7版本：

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cmake -DCMAKE_INSTALL_PREFIX=/home/username/Documents/geant4.10.7/geant4.10.07.p02-install -DGEANT4_INSTALL_DATADIR=/home/username/Documents/geant4.10.7/geant4.10.07.p02-data -DGEANT4_USE_GDML=ON -DGEANT4_USE_QT=ON -DGEANT4_USE_XM=ON -DGEANT4_USE_OPENGL_X11=ON -DGEANT4_USE_RAYTRACER_X11=ON -DGEANT4_USE_SYSTEM_ZLIB=ON -DGEANT4_USE_INVENTOR=OFF -DGEANT4_BUILD_CXXSTD=17 /home/username/Documents/geant4.10.7/geant4.10.07.p02-source

geant4.10.4版本：

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cmake -DCMAKE_INSTALL_PREFIX=/home/username/Documents/geant4.10.4/geant4-v10.4.2-install -DGEANT4_INSTALL_DATADIR=/home/username/Documents/geant4.10.4/geant4-v10.4.2-data -DGEANT4_USE_GDML=ON -DGEANT4_USE_QT=ON -DGEANT4_USE_XM=ON -DGEANT4_USE_OPENGL_X11=ON -DGEANT4_USE_RAYTRACER_X11=ON -DGEANT4_USE_SYSTEM_ZLIB=ON -DGEANT4_USE_INVENTOR=OFF -DGEANT4_BUILD_CXXSTD=14 /home/username/Documents/geant4.10.4/geant4-v10.4.2-source
cmake命令解释

注意：geant4.10.7及以上支持c++17 ，安装的时候也是c++17 geant4.10.4支持c++14

命令解释：

  • DCMAKE_INSTALL_PREFIX：安装目录；
  • DGEANT4_INSTALL_DATADIR：Data files的目录
  • DGEANT4_USE_GDML、DGEANT4_USE_QT、DGEANT4_USE_XM、DGEANT4_USE_OPENGL_X11等等, 启用GDML、QT、XM、OPENGL_X11、RAYTRACER_X11、ZLIB；
make和install
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make -jN
# 这里N代表要用多少线程，比如最多24个线程，就可以写20

上一步执行完以后,执行

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make install

第四步-环境配置

在.zshrc文件添加:

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vim ~/.zshrc 
cd /home/username/Documents/geant4/geant4.10.07.p02-install/bin && source geant4.sh &&cd -
cd /home/username/Documents/geant4/geant4.10.07.p02-install/share/Geant4-10.7.2/geant4make && source geant4make.sh && cd -

第四步-测试

在path/to/g4-install/share/Geant4-10.7.2下有一个examples文件夹，里头有一些自带的实例，可以测试一下G4能不能跑起来。

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cd path/to/geant4-install/share/Geant4-10.7.2/examples/basic/
cp -r B1/ test/
cd test/
mkdir build
cd build
cmake ../
make -jN

make出来大概这样：

Scanning dependencies of target exampleB1
[ 12%] Building CXX object CMakeFiles/exampleB1.dir/exampleB1.cc.o
[ 25%] Building CXX object CMakeFiles/exampleB1.dir/src/B1ActionInitialization.cc.o
[ 37%] Building CXX object CMakeFiles/exampleB1.dir/src/B1DetectorConstruction.cc.o
[ 50%] Building CXX object CMakeFiles/exampleB1.dir/src/B1EventAction.cc.o
[ 62%] Building CXX object CMakeFiles/exampleB1.dir/src/B1PrimaryGeneratorAction.cc.o
[ 75%] Building CXX object CMakeFiles/exampleB1.dir/src/B1RunAction.cc.o
[ 87%] Building CXX object CMakeFiles/exampleB1.dir/src/B1SteppingAction.cc.o
[100%] Linking CXX executable exampleB1
[100%] Built target exampleB1

最后运行编译好的文件：

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./exampleB1

看到下图就说明安装已经顺利完成啦：

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