Geant4-10.7.1 설치 가이드 – WSL (Ubuntu 20.04 LTS)

2021년 3월 4일 읽는 데에 4분 Geant4 Geant4 설치 가이드 HowTo Install Geant4 Windows WSL Ubuntu

이 글은 Geant4 초보자 혹은 Geant4를 처음 사용하시는 분들에게, Windows 10을 사용하는 개인 컴퓨터 환경에서 Geant4를 최대한 쉽게 설치하는 방법을 전달하기 위해 작성하였습니다. (인터넷 연결 필요)

이 글에서 제시하는 방향보다, 각자에게 더 적합한 Geant4 설치 방향이 있을 수 있습니다.

하지만, 이 글은 배경지식 없이도 실무에 사용 가능한 수준으로 Geant4를 설치하는 것을 목적으로 하기 때문에, 작업 난이도 측면에서 쉬운 방향을 택하였습니다.

다양한 설치 옵션을 입맛에 맞게 변경하기보다는, “우선 Geant4라는걸 써봐야겠다” 라는 분에게 권장합니다.

주의

Geant4 공식 설치가이드에서는, 현재(Version 10.7 기준) Windows Subsystem for Linux에서 Geant4를 사용하는 것에 대해 공식적인 지원은 제공하지 않는다고 하고 있습니다.

There is currently no official support for building/using Geant4 through Windows Subsystem for Linux, but we welcome reports or feedback on use of Geant4 under this system via our Discourse Forum.

다만, 제 경험상 Linux 운영체제에 직접 설치한 것에 비해 속도는 약간 느리지만, 결과 자체가 틀리게 나온다거나 사용 상에 문제가 있었던 적은 크게 없었기에 설치 과정을 공유합니다.

작업 흐름 요약

Windows 10에서 지원하는 기능인 Windows Subsystem for Linux(WSL)을 활용하여 Windows 10 내에 Ubuntu 20.04 LTS를 설치합니다.
Ubuntu 20.04 LTS 운영체제가 송신하는 그래픽 화면을 Windows10에서 띄울 수 있도록 해주는 Xming을 설치합니다.
Geant4 설치를 위해 Ubuntu 20.04 LTS 내에 필요한 라이브러리들을 설치합니다.
Ubuntu 20.04 LTS에 Geant4를 설치합니다.
- 크로스섹션 데이터는 설치과정에서 자동으로 다운되도록 할 예정이므로 인터넷 연결이 필요합니다.
- CLHep이라는 외부 라이브러리를 연동할 수도 있습니다만, 이는 필수가 아니므로 따로 설치하지 않을 것입니다.
- 그래픽정도는 보여야 기분이 좋으므로, 그래픽 라이브러리는 연동하여 설치하겠습니다.
Geant4 예제를 실행시켜, 잘 설치되었는지 확인합니다.

Ubuntu 20.04 LTS 설치하기

Windows 10의 OS 빌드 버전 확인하기

WIN+R로 실행창을 띄움.
winver 입력하고 실행하여, OS 빌드가 16215보다 높은지 확인.

OS 빌드가 16215보다 낮으면, 윈도우즈 업데이트를 먼저 진행하세요.

확인 후에는 창을 끄셔도 됩니다.

WSL1 형태로 Ubuntu 20.04 LTS 설치하기

WIN+R로 실행창을 띄움.
powershell 입력하고, CTRL+SHIFT+ENTER를 눌러서 실행하여, 관리자 권한으로 PowerShell을 실행.

WIN+R로 띄운 실행창에서 CTRL+SHIFT+ENTER로 실행하면 관리자 권한으로 해당 프로그램을 실행합니다.

다음 명령어 입력.

1dism.exe /online /enable-feature /featurename:Microsoft-Windows-Subsystem-Linux /all

재부팅. (아마 자동으로 재부팅 요청이 뜰 것임)
Microsoft Store에서 Ubuntu 20.04 LTS를 검색하여 설치. (이 링크를 활용해도 됨)
설치한 Ubuntu를 실행. (시작메뉴에서 찾을 수 있음)

자동으로 추가적인 설치작업이 이루어진 뒤 계정 생성 과정이 진행 됨.
원하는 계정명(ID)과 비밀번호(Password)를 입력.

이로써 여러분은 Windows 10 안에서 Ubuntu 20.04 LTS라는 리눅스 운영체제를 사용할 수 있게 되었습니다.

Xming 설치

설치하기

Xming 공식 홈페이지에서 Xming 다운로드.
다운받은 파일을 실행하여 Xming 설치. (다음만 누르면서 진행해도 괜찮음)

실행하기

설치를 마치면 기본값으로 Xming이 자동으로 실행 될 것입니다.
별도로 설치 옵션을 건드리지 않으셨다면, 시작메뉴에서 Xming을 찾을 수 있습니다.
Xming이 켜져 있는지의 여부는, 작업표시줄 오른쪽의 트레이아이콘을 확인하시면 알 수 있습니다. 트레이아이콘 중 X모양의 아이콘이 있다면 켜져있는 것입니다.
종료하고자 할 때에는, 트레이아이콘을 우클릭하고 Exit를 눌러주시면 됩니다.

Geant4를 위한 관련 라이브러리 설치

앞서 설치한 Ubuntu를 실행.
다음 명령어를 입력하여, Xming과의 연동을 위해 DISPLAY 환경변수 설정.
```
1echo "export DISPLAY=localhost:0" >> ~/.bashrc
```
다음 명령어를 입력하여, apt 패키지 매니저 최신화
```
1sudo apt update -y && sudo apt upgrade -y && sudo apt autoremove -y
```
`sudo` 명령어로 인해, 비밀번호를 입력하라는 문구가 뜰 수 있습니다. 이는 리눅스에서의 관리자 권한을 사용하기 위해 확인하는 절차입니다. 여러분이 만든 계정의 비밀번호를 입력해주시면 됩니다.
다음 명령어를 입력하여, 관련 라이브러리 설치
- C++ 컴파일러 및 표준 라이브러리, 헤더 (Geant4 설치 시 필수 라이브러리)
- CMake (Geant4 설치 시 필수 라이브러리)
- Expat (Linux, macOS에서 Geant4 설치 시 필수 라이브러리)
- Qt5, X11 OpenGL 라이브러리 설치 (Geant4 설치 시 선택 라이브러리. GUI 등 그래픽 기반 기능 사용에 필요)
```
1sudo apt install -y build-essential cmake libexpat1-dev qt5-default libxmu-dev
```

설치에 시간이 다소 소요될 수 있으니 잠시 쉬고 오셔도 됩니다.

Geant4 설치

명령어 부분만 순서대로 입력하시면 됩니다.

Geant4 툴킷을 설치할 디렉토리 생성
```
1sudo mkdir -p /opt/geant4/10.7.p01
```

1에서 생성한 디렉토리로 이동하여, Geant4 소스코드 다운로드 (소스코드 용량 약 40 MB)

1cd /opt/geant4/10.7.p01
2sudo wget http://geant4-data.web.cern.ch/geant4-data/releases/geant4.10.07.p01.tar.gz

2에서 다운받은 압축파일을 압축해제
```
1sudo tar -xf geant4.10.07.p01.tar.gz
```
build라는 이름의 디렉토리를 만들고 안으로 이동
```
1sudo mkdir build
2cd build
```
컴파일 수행 (make 명령은 인터넷 속도 및 cpu 성능에 따라 수 분~수 십분 소요될 수 있음)
- CMAKE_INSTALL_PREFIX(설치경로): /opt/geant4/10.7.p01
- GEANT4_BUILD_MULTITHREADED(multi-threading 사용 여부): ON
- GEANT4_INSTALL_DATA(크로스섹션 데이터 자동설치 여부): ON (데이터 총 용량 약 900 MB)
- GEANT4_USE_OPENGL_X11(X11 OpenGL 라이브러리 연동 여부): ON
- GEANT4_USE_QT(QT 라이브러리 연동 여부): ON
```
1sudo cmake ../geant4.10.07.p01 -DCMAKE_INSTALL_PREFIX=/opt/geant4/10.7.p01 -DGEANT4_BUILD_MULTITHREADED=ON -DGEANT4_INSTALL_DATA=ON -DGEANT4_USE_OPENGL_X11=ON -DGEANT4_USE_QT=ON
2sudo make -j `grep -c processor /proc/cpuinfo`
3sudo make install
```
이 부분에서 꽤 오랜 시간이 소요됩니다. 잠시 쉬고 오세요.

환경변수 세팅을 위해 ~/.bashrc에 내용 추가

1echo "source /opt/geant4/10.7.p01/bin/geant4.sh" >> ~/.bashrc
2source ~/.bashrc

Geant4 예제 실행해보기

다음 명령어를 입력하여 예제파일 복사해오기

1cp -r /opt/geant4/10.7.p01/geant4.10.07.p01/examples/basic/B1 ~
2cd ~/B1

다음 명령어를 입력하여 빌드하기
```
1mkdir build
2cd build
3cmake ..
4make
```
다음 그림과 같이 많은 줄이 출력된 뒤, [100%] Built target exampleB1까지 나오면 성공입니다.
다음 명령어를 입력하여 실행해보기
```
1./exampleB1 run1.mac
```
다음 그림처럼 또 무언가 잔뜩 출력된 뒤, RunManagerKernel is deleted. Good bye :)가 출력되었다면 잘 실행된 것입니다.
다음 명령어를 입력하여 GUI 띄워보기

이 부분은 Xming이 실행된 상태에서만 가능합니다. 반드시 Xming이 실행되어 있는지 확인하세요.
```
1./exampleB1
```
잘 실행되었다면 다음과 같은 창이 나타날 것입니다.