Window PC 上の Linux で GrADS と Fortran を使おう（Win11編）

はじめに

Windows 11 には WSL (Windows Subsystem for Linux) と呼ばれる機能がある。
これはWindows OSとアプリケーションプログラムの中間に位置するミドルウエアの一種で、Windows上でLinuxのネイティブプログラムの実行を可能にするものである。現在、WSL には WSL（以下 WSL1 と表記）と WSL2 の２つが存在し、これらは仕組みが根本的に異なる。
WSL1の方は別記事で既に述べたように、LinuxのシステムコールをWindowsのAPIに変換する変換サブルーチン群を用意することで、Linux用のバイナリプログラムを実行可能にしていたが、WSL2では仮想マシンの技術を用いてLinux OS そのものが完全な形で Windows 上で動くことを目指している。実際 Windows 11 上では X window system を利用する GUI アプリケーションを（別途 X serever プログラムを用意することなく）Windows上で実行することが可能である（この機能は WSLg と呼ばれている）。
ここでは、WSL2の機能を用いて、Windows 11 PC 上で grads や gfortran を使う方法について簡単に説明する。
なお、以下の作業を行う前に、Windows のバージョンをできるだけ新しいものにしておく方が良いだろう（23H2等）。

Windows Subsystem for Linux の有効化

WSLの機能は、デフォルトでは有効になっていないので、最初にこれを有効化しなくてはならない。
具体的にはWindowsのコマンドプロンプトを管理者権限で立ち上げて以下のコマンドを実行する。

    > wsl --install

あるいは

    > wsl --install -d Ubuntu-バージョン番号

と入力して実行してもよい（-d オプションによりWSL上にインストールするLinuxのディストリビューション名を指定する。-d をつけなければデフォルトで利用可能な Ubuntu LTS の最新版がインストールされる。利用可能なディストリビューション名は事前に wsl --list -o を実行することで調べられる）。
（この方法でインストールした場合、デフォルトではWSL2がインストールされる）
WSLを有効化すると、再起動が要求されるので PC を再起動する。
再起動後には Ubuntu LTS のターミナルが自動で立ち上がり、インストールが始まる。途中でデフォルトユーザーのユーザー名とパスワードが要求されるので予め考えておくと良いだろう。
再起動後の Ubuntu のインストールの途中に

    WslRegisterDistribution faild with error : 0x80370102

の表示が出て中途終了した場合は、CPU の仮想化機能が BIOS 等で無効化されている可能性があるので、BIOS(UEFI)の設定で有効化する（BIOS設定の方法はメーカごとに異なるので適宜調べるか、PCに精しい人に聞きましょう）。
Ubuntu のインストールが正常終了してコマンドプロンプトが表示されれば、最初に行うことは、アップデート作業である。以下のコマンドを実行し、終了するのを待つ（しばらく時間がかかる）。

       $ sudo apt update
       $ sudo apt upgrade

アップデートが終われば、次のコマンドを実行して X11 関連のプログラムをインストールする。

       $ sudo apt install x11-apps x11-utils x11-xserver-utils

Windows 11 の場合は、ここまでで既に WSLg が有効になっていて、GUI アプリケーションが使える状態になっている筈である。次のコマンド

       $ xeyes &

を実行して目玉が二つ表示されることを確認し、「Linuxの設定とソフトウエアのインストール」の項目に進む。
（初めて起動する場合は少し待つ必要があるかもしれない）

Linuxの設定とソフトウエアのインストール

日本語環境のインストールと設定（Ubuntuの場合）
```
        $ sudo apt install language-pack-ja
        $ sudo update-locale LANG=ja_JP.UTF-8
        $ sudo apt install manpages-ja manpages-ja-dev
        $ sudo apt install nkf
```
インストール後一旦 Ubuntu を終了し、再び起動すれば、日本語表示になっている筈（参考記事）。
開発ツールのインストール（Ubuntuの場合）
```
        $ sudo apt install build-essential
        $ sudo apt install gfortran
```
これで gfortran が使えるようになる。
ただし、PATH や LD_LIBRARY_PATH 等は適宜設定する。
（Intel Fortran を入れることも可能。別記事参照）

gradsのインストール

Ubuntuの場合、grads のパッケージがあるので、インストールは次のコマンド一発でO.K. （環境変数の設定は必要なく、共有ライブラリも自動で入る）

       $ sudo apt install grads

その他のディストリビューションの場合は、grads の本家からバイナリーの .tar.gz ファイルをダウンロードして適当なディレクトリに展開し、環境変数を設定する。
（環境変数設定の例）

       export PATH=${PATH}:/usr/local/grads/bin
       export GADDIR=/usr/local/grads/data
       export GASCRP=/usr/local/grads/scripts
       export GAUDPT=/usr/local/grads/data/udpt

Ver 2.0.2 以前のバイナリは必要なライブラリを静的にリンクしているので、本体のバイナリがあれば動く。
それより新しいバージョンでは動的リンクが使われているので、幾つかの共有ライブラリのインストールが必要になる。
詳細は本家のHP参照。

その他

インストールされたLinuxディストリビューションのファイルシステムとWindowsのファイルシステムの相互参照

Linux側からは /mnt/c ディレクトリ経由でWindowsのCドライブにアクセスできる。 Windows側からLinuxのディレクトリにアクセスする場合は、エクスプローラやコマンドプロンプト、PowerShellなどで「\\wsl\ディストリビューション名」を指定すれば良い。

戻る