CPMD的编译安装

1.1 CPMD 简介

官网：https://www.cpmd.org/wordpress/

1.2 编译前的准备工作

1.2.1  源码包下载

非营利组织可以通过官网https://www.cpmd.org/wordpress/index.php/download/apply-for-a-license/ 申请下载，申请后官网提示 Thank you for your submission, your request will be processed within approximately 2 working weeks. 官网在接受许可协议后会发送下载说明。

本次通过申请后根据提示下载了cpmd-v4.3.tar.gz 版本，还下载了测试包 cpmd-test.tar.gz ，标准的 CPMD pseudo 库  pseudo_std.tar.gz  ，Goedecker  赝势库 Goedecker.tar.gz 。

tar zvxf cpmd-v4.3.tar.gz

编译并行版本需要MPI 、 FFTW 、 BLAS 和 LAPACK 。其中， BLAS 、 LAPACK 也可以用 MKL 替代。本次编译是Intel 编译器+IntelMPI+FFTW3+MKL 方式。

1.2.2  Intel编译器、IntelMPI和MKL编译安装

首先，需要编译好Intel 编译器、IntelMPI 和 MKL ，编译方式参考第章。

编译完成后在环境变量中添加以下语句：

source /public/home/jinnzh/intel/bin/compilervars.sh intel64

export PATH=/public/home/jinnzh/intel/bin:$PATH

export LD_LIBRARY_PATH=/public/home/jinnzh/intel/lib/intel64:$LD_LIBRARY_PATH

export INCLUDE=/public/home/jinnzh/intel/include:$INCLUDE

###### impi ####

export PATH=/public/home/jinnzh/intel/impi/2019.5.281/intel64/bin:$PATH

export LD_LIBRARY_PATH=/public/home/jinnzh/intel/impi/2019.5.281/intel64/lib:$LD_LIBRARY_PATH

export INCLUDE=/public/home/jinnzh/intel/impi/2019.5.281/intel64/include:$INCLUDE

###### intel MKL ######

export PATH=/public/home/jinnzh/intel/mkl/bin:$PATH

export LD_LIBRARY_PATH=/public/home/jinnzh/intel/mkl/lib/intel64:$LD_LIBRARY_TATH

export INCLUDE=/public/home/jinnzh/intel/mkl/include:$INCLUDE

1.2.3  用icc编译FFTW3

从http://www.fftw.org/ 下载 fftw-3.3.8.tar.gz 。

tar -zvxf fftw-3.3.8.tar.gz

编译双精度版本

首先查看configure 文件中的参数：

./configure --help

默认FFTW 编译生成 double 类型，加入参数“ --enable-single ”或“ --enable-float ”编译单精度 (float) ，加入参数“ --enable-long-double ”支持长双进度类型。

./configure --prefix=/public/home/jinnzh/fftw3/intelmpiicc-double --enable-threads --enable-mpi CC=icc MPICC=mpiicc F77=mpiifort --enable-openmp --enable-avx2 --enable-shared

make

make install

编译完成，在/public/home/jinnzh/fftw3/intelmpiicc-double 目录下生成相关文件。

配置环境变量

vi .bashrc

添加以下语句：

export PATH=/public/home/jinnzh/fftw3/intelmpiicc-double/bin:$PATH

export C_INCLUDE_PATH=/public/home/jinnzh/fftw3/intelmpiicc-double/include:$C_INCLUDE_PATH

export LD_LIBRARY_PATH=/public/home/jinnzh/fftw3/intelmpiicc-double/lib:$LD_LIBRARY_PATH

保存退出， 然后source .bashrc，配置完毕。

1.3 编译安装

1.3.1  生成Makefile并修改相应配置

cd CPMD/

输入./configure.sh  --help

可以查看那些platform 可用，选取合适的 platform ，适合本次编译的 LINUX-X86_64-INTEL-IMPI-FFTW ，然后输入：

./configure.sh  LINUX-X86_64-INTEL-IMPI-FFTW

生成了Makefile 文件。

vi Makefile

将以下部分内容做修改：

FFLAGS = -O2 -I$(MKLROOT)/include/fftw -axMIC-AVX512 -free -I${SRCDIR} -I${OBJDIR}

LFLAGS = -static-intel -mkl=sequential -axMIC-AVX512 -lfftw3_mpi

CFLAGS = -O2 -I${SRCDIR}

NVCCFLAGS =  -I${SRCDIR}

CPP = /usr/bin/cpp -P -traditional

CPPFLAGS = -D__Linux -D__HAS_FFT_FFTW3 -D__PARALLEL -DLINUX_IFC -D__HASNT_OMP_45 \

      -D__HASNT_F03_EXECUTE_COMMAND_LINE -D__HASNT_F08_ISO_FORTRAN_ENV      -I${SRCDIR} -D'SVN_REV="4610"'

NOOPT_FLAG =  -O1

CC = mpiicc

FC = mpiifort -cpp

LD = mpiifort -cpp

NVCC =

AR = /usr/bin/ar ruv

RANLIB = /usr/bin/ranlib

修改为：

FFLAGS = -O2 -I$(MKLROOT)/include/fftw -axMIC-AVX512 -free -I${SRCDIR} -I${OBJDIR}

LFLAGS = -static-intel -mkl=sequential -axMIC-AVX512 -L/public/home/jinnzh/fftw3/intelmpiicc-double/lib -lfftw3_mpi

CFLAGS = -O2 -I${SRCDIR}

NVCCFLAGS =  -I${SRCDIR}

CPP = /usr/bin/cpp -P -traditional

CPPFLAGS = -D__Linux -D__HAS_FFT_FFTW3 -D__PARALLEL -DLINUX_IFC -D__HASNT_OMP_45 \

      -D__HASNT_F03_EXECUTE_COMMAND_LINE -D__HASNT_F08_ISO_FORTRAN_ENV      -I${SRCDIR} -D'SVN_REV="4610"'

NOOPT_FLAG =  -O1

CC = mpiicc

FC = mpiifort -cpp

LD = mpiifort -cpp

NVCC =

AR = /usr/bin/ar ruv

RANLIB = /usr/bin/ranlib

主要是添加了fftw3 的路径。

1.3.2  执行make

make

编译完成，在/public/home/jinnzh/sourcecode/cpmd/CPMD 目录下生成 bin 和 lib 文件夹。 bin 文件夹中有一个可执行程序 cpmd.x ， lib 文件夹中有一个 libcpmd.a 的库文件。

1.4 添加环境变量

vi .bashrc

添加以下语句：

export PATH=/public/home/jinnzh/sourcecode/cpmd/CPMD/bin:$PATH

保存退出。然后，source .bashrc，配置完毕。

1.5 测试

首先，解压缩下载的测试包cpmd-test.tar.gz 。

tar zvxf cpmd-test.tar.gz

然后进入CPMD-test/ 文件夹。

cd CPMD-test/

cd std/c120/

mpirun -np 18 cpmd.x inp-1 > test1.log

计算结束，将测试包自带的结果文件out-1 和本次计算结果文件 test1.log 做对比，结果显示，两者计算结果一致。

out-1 中的内容如下：

ELECTRONIC GRADIENT:
    MAX. COMPONENT =    8.57421E-06         NORM =    1.39121E-07
NUCLEAR GRADIENT:
    MAX. COMPONENT =    2.37003E-02         NORM =    3.03030E-03


TOTAL INTEGRATED ELECTRONIC DENSITY
    IN G-SPACE =                                       480.000000
    IN R-SPACE =                                       480.000000

(K+E1+L+N+X)           TOTAL ENERGY =         -673.74663075 A.U.
(K)                  KINETIC ENERGY =          480.59566392 A.U.
(E1=A-S+R)     ELECTROSTATIC ENERGY =         -609.61285996 A.U.
(S)                           ESELF =          638.30762328 A.U.
(R)                             ESR =           23.08431617 A.U.
(L)    LOCAL PSEUDOPOTENTIAL ENERGY =         -416.44286455 A.U.
(N)      N-L PSEUDOPOTENTIAL ENERGY =           75.54394528 A.U.
(X)     EXCHANGE-CORRELATION ENERGY =         -203.83051543 A.U.
          GRADIENT CORRECTION ENERGY =           -7.89476700 A.U.

test1.log 中的内容如下：

ELECTRONIC GRADIENT:
    MAX. COMPONENT =    8.92653E-06         NORM =    1.22485E-07

TOTAL INTEGRATED ELECTRONIC DENSITY
    IN G-SPACE =                                   480.0000000000
    IN R-SPACE =                                   480.0000000000

(K+E1+L+N+X)           TOTAL ENERGY =         -673.74666237 A.U.
(K)                  KINETIC ENERGY =          480.59617332 A.U.
(E1=A-S+R)     ELECTROSTATIC ENERGY =         -609.61286750 A.U.
(S)                           ESELF =          638.30764864 A.U.
(R)                             ESR =           23.08431059 A.U.
(L)    LOCAL PSEUDOPOTENTIAL ENERGY =         -416.44235159 A.U.
(N)      N-L PSEUDOPOTENTIAL ENERGY =           75.54293943 A.U.
(X)     EXCHANGE-CORRELATION ENERGY =         -203.83055603 A.U.
          GRADIENT CORRECTION ENERGY =           -7.89478099 A.U.

表明计算正常结束，编译安装完成。