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Abacus编译&快速上手

2021-04-20
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本文为自学笔记, 仅供参考, 正确的安装和使用方法请参考ABACUS的官方网站.

ABACUS

安装

安装编译器

同 Intel® oneAPI Toolkits(Intel Parallel Studio XE的代替品)安装使用

SSLAB上加载编译参数

module load mpi/intelmpi/2017.4.239
module load compiler/intel/intel-compiler-2017.5.239

注意

ABACUS使用下面elpa的这些函数,而这些函数在elpa-2016.05.004编译的库中还有,
而在elpa-2020.11.001中这些库已经没有或者调用方式发生了变化,如图
因此我们需要使用elpa-2016.05.004
Intel® oneAPI以及intel-compiler-2019u3编译elpa-2016.05.004会报错(本文最后给出错误解决方案),intel-compiler-2017.5.239可以编译通过elpa-2016.05.004

  • elpa_cholesky_complex
  • elpa_cholesky_real
  • elpa_get_communicators
  • elpa_invert_trm_complex
  • elpa_invert_trm_real
  • elpa_solve_evp_complex_1stage
  • elpa_solve_evp_complex_2stage
  • elpa_solve_evp_real_1stage
  • elpa_solve_evp_real_2stage
  • get_elpa_communicators

安装依赖

mkdir -p ~/code/intel
cd ~/code/intel
ROOT=$PWD
mkdir $ROOT/source

###fftw3
cd $ROOT/source
wget https://cndaqiang.gitee.io/packages//mirrors/fftw/fftw-3.3.4.tar.gz
tar xzvf fftw-3.3.4.tar.gz
cd fftw-3.3.4
./configure --prefix=$ROOT/fftw-3.3.4 CC=icc  MPICC=mpiicc --enable-mpi
make  install -j20

###boost
cd $ROOT/source
wget https://cndaqiang.gitee.io/packages//mirrors/boost/boost_1_66_0.tar.bz2
tar --bzip2 -xf boost_1_66_0.tar.bz2
cd boost_1_66_0/
./bootstrap.sh --prefix=$ROOT/boost_1_66_0 --with-toolset=intel-linux
./b2 install -j20


###elpa
TAG=2016.05.004
ROOT=~/code/intel
cd $ROOT/source
if [ ! -f elpa-$TAG.tar.gz ]
then
wget https://elpa.mpcdf.mpg.de/software/tarball-archive/Releases/$TAG/elpa-$TAG.tar.gz
fi
rm -rf elpa-$TAG
rm -rf $ROOT/elpa-$TAG
tar xzvf elpa-$TAG.tar.gz
cd elpa-$TAG
MKL_HOME=$MKLROOT
if [ ! -f configure ]
then
./autogen.sh
fi

rm -rf build 
mkdir build
cd build

../configure --prefix=$ROOT/elpa-$TAG  CC=mpiicc CXX=mpiicpc FC=mpiifort   FCFLAGS="-mkl=cluster" 
#使用 FCFLAGS="-mkl=cluster" 或者下面的方式定义SCALAPACK都是可以的
#  SCALAPACK_LDFLAGS="-L$MKL_HOME/lib/intel64 -lmkl_scalapack_lp64 -lmkl_intel_lp64 -lmkl_sequential -lmkl_core -lmkl_blacs_intelmpi_lp64 -lpthread -lm -Wl,-rpath,$MKL_HOME/lib/intel64" \
#  SCALAPACK_FCFLAGS="-L$MKL_HOME/lib/intel64 -lmkl_scalapack_lp64 -lmkl_intel_lp64 -lmkl_sequential  -lmkl_core -lmkl_blacs_intelmpi_lp64 -lpthread -lm -I$MKL_HOME/include/intel64/lp64" \
#--enable-openmp
make install -j20

安装

#cd ~/code/abacus/ABACUS_v2.1.0/source/

cd $ROOT
if [ ! -f ABACUS_v2.1.0.tar.gz ]
then
wget https://abacus.ustc.edu.cn/uploadfile/ABACUS_v2.1.0.tar.gz
fi
rm -rf ABACUS_v2.1.0
tar xzvf ABACUS_v2.1.0.tar.gz
cd ABACUS/source

cat > Makefile.vars << EOF
CPLUSPLUS      = icpc
# C++ compiler
CPLUSPLUS_MPI  = mpiicpc
# intel mpi or mpich
FORTRAN       = ifort
# Fortran compiler
LAPACK_DIR = $MKLROOT
# intel mkl
FFTW_DIR       = $ROOT/fftw-3.3.4
# lib fftw
BOOST_DIR      = $ROOT/boost_1_66_0
# lib boost
ELPA_DIR = $ROOT/elpa-$TAG
# lib elpa
EOF
make

#注意在上面的内容中,FFTW_DIR = $ROOT/fftw-3.3.4等后面不能有任何空格,如错误的FFTW_DIR = $ROOT/fftw-3.3.4[空格]

运行

(python37) cndaqiang@mommint:~/work/abacus/learn-20210421$ cp -r ~/code/abacus/ABACUS_v2.1.0/examples/01a_Si_diamond_pw_scf .
(python37) cndaqiang@mommint:~/work/abacus/learn-20210421$ cd 01a_Si_diamond_pw_scf
(python37) cndaqiang@mommint:~/work/abacus/learn-20210421/01a_Si_diamond_pw_scf$ mpirun -np 10 ABACUS.mpi.2.1.0 | tee result
 *********************************************************
 *                                                       *
 *                  WELCOME TO ABACUS                    *
 *                                                       *
 *            'Atomic-orbital Based Ab-initio            *
 *                  Computation at UStc'                 *
 *                                                       *
 *          Website: http://abacus.ustc.edu.cn/          *
 *                                                       *
 *********************************************************
 Wed Apr 21 20:49:47 2021
 MAKE THE DIR         : OUT.ABACUS/
 DONE(0.0328901  SEC) : SETUP UNITCELL
 DONE(0.0689782  SEC) : SYMMETRY
 DONE(0.069421   SEC) : INIT K-POINTS
 ---------------------------------------------------------
 This calculation is self-consistent
 ---------------------------------------------------------
 SPIN    KPOINTS         PROCESSORS
 1       8               10
 ---------------------------------------------------------
 Use plane wave basis
 ---------------------------------------------------------
 ELEMENT NATOM       XC
 Si      2           PZ-LDA
 ---------------------------------------------------------
 Initial plane wave basis and FFT box
 ---------------------------------------------------------
 DONE(0.161176   SEC) : INIT PLANEWAVE
 UNIFORM GRID DIM     : 36 * 36 * 36
 UNIFORM GRID DIM(BIG): 36 * 36 * 36
 MEMORY FOR PSI (MB)  : 0.0820312
 DONE(0.162648   SEC) : LOCAL POTENTIAL
 DONE(0.172807   SEC) : NON-LOCAL POTENTIAL
 START POTENTIAL      : atomic
 DONE(0.1748     SEC) : INIT POTENTIAL
 DONE(0.22581    SEC) : INIT BASIS
 -------------------------------------------
 SELF-CONSISTENT :
 -------------------------------------------
 ITER   ETOT(eV)       EDIFF(eV)      DRHO2      CG_ITER    TIME(S)
 CG1    -2.192279e+02  0.000000e+00   6.928e-02  3.000e+00  3.369e-02
 CG2    -2.154958e+02  3.732172e+00   5.745e-03  2.750e+00  3.172e-02
 CG3    -2.155043e+02  -8.536782e-03  2.622e-05  2.406e+00  2.994e-02
 CG4    -2.155047e+02  -3.698259e-04  5.403e-07  3.875e+00  3.880e-02
 CG5    -2.155047e+02  -1.855886e-06  1.931e-08  2.875e+00  3.231e-02
 CG6    -2.155047e+02  -7.198559e-08  1.776e-10  2.969e+00  3.263e-02

  |CLASS_NAME---------|NAME---------------|TIME(Sec)-----|CALLS----|AVG------|PER%-------
 A DC_Driv             solve_eachf         0.28           1         0.28      63        %
 B Run_Frag            frag_pw_line        0.28           1         0.28      63        %
 X FFT                 FFT3D               0.15           1876      8.2e-05   35        %
 H Hamilt_PW           h_psi               0.15           828       0.00018   34        %
 C Ions                opt_ions_pw         0.21           1         0.21      49        %
 D electrons           self_consistent     0.21           1         0.21      49        %
 E electrons           c_bands             0.15           6         0.025     35        %
 F Hamilt              diago               0.15           48        0.0031    34        %
 G Diago_CG            diag                0.11           48        0.0023    25        %
 ----------------------------------------------------------------------------------------

 START  Time  : Wed Apr 21 20:49:47 2021
 FINISH Time  : Wed Apr 21 20:49:47 2021
 TOTAL  Time  : 0
 SEE INFORMATION IN : OUT.ABACUS/

输入和输出

(python37) cndaqiang@mommint:~/work/abacus/learn-20210421/01a_Si_diamond_pw_scf$ tree
.
├── INPUT
├── KPT
├── OUT.ABACUS
│   ├── INPUT
│   ├── istate.info
│   ├── running_scf.log
│   ├── Si
│   │   ├── Si.NONLOCAL
│   │   ├── Si-P.ORBITAL
│   │   ├── Si-S.ORBITAL
│   │   └── v_loc_g.dat
│   ├── STRU_READIN_ADJUST.cif
│   └── warning.log
├── README
├── result
├── Si.pz-vbc.UPF
└── STRU

备注

Intel® oneAPI以及intel-compiler-2019u3编译elpa-2016.05.004报错解决

这里是以--enable-openmp版本的报错解决,普通版本的解决方式一致. 这里记录解决问题的过程

TAG=2016.05.004
ROOT=~/code/intel
cd $ROOT/source
if [ ! -f elpa-$TAG.tar.gz ]
then
wget https://elpa.mpcdf.mpg.de/software/tarball-archive/Releases/$TAG/elpa-$TAG.tar.gz
fi
rm -rf elpa-$TAG
rm -rf $ROOT/elpa-$TAG
tar xzvf elpa-$TAG.tar.gz
cd elpa-$TAG
MKL_HOME=$MKLROOT
if [ ! -f configure ]
then
./autogen.sh
fi

rm -rf build 
mkdir build
cd build

../configure --prefix=$ROOT/elpa-$TAG  CC=mpiicc CXX=mpiicpc FC=mpiifort  FCFLAGS="-mkl=cluster" --enable-openmp

make install -j20

出现报错,使用make V=1查看具体的报错地点 可以发现是Makefile的1869行报错

通过修改Makefile文件,输出各个变量,找到报错在elpa2_print_kernels_openmp_LINK变量中 同样的方式输出组成elpa2_print_kernels_openmp_LINK的各个变量(如下)

 468 elpa2_print_kernels_openmp_LINK = $(LIBTOOL) $(AM_V_lt) --tag=FC \
 469         $(AM_LIBTOOLFLAGS) $(LIBTOOLFLAGS) --mode=link $(FCLD) \
 470         $(elpa2_print_kernels_openmp_FCFLAGS) $(FCFLAGS) \
 471         $(AM_LDFLAGS) $(LDFLAGS) -o $@

追踪到

1330 elpa2_print_kernels_openmp_FCFLAGS = $(AM_FCFLAGS) -module ${ac_empty}private_modules -Iprivate_modules

找到源头了,是因为libtool把标签-module给忽略了,编译器不知道后面的private_modules是什么东西,因此报错
一种曲线的解决问题方式修改${ac_empty}private_modules, 修改

1065 ac_empty =-I

然后

make install -j20

看起来是libtool吃掉了连接module所在文件夹连接标志-module,根据configure

for ac_flag in -J '-J ' -fmod= -moddir= +moddir= -qmoddir= '-mod ' \
              '-module ' -M '-Am -M' '-e m -J '; do
  FCFLAGS="$ac_fc_module_output_flag_FCFLAGS_save ${ac_flag}sub"
  cat > conftest.$ac_ext <<_ACEOF

连接标志有-mod,-module,因为intel 17识别的ac_flag是-mod,且支持,gnu识别的是-J,而intel 19是-module,libtool不知道为什么没能处理好-module

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