BerkeleyGW编译安装说明

柔光的暖阳◎ 2022-06-16 05:41 387阅读 0赞

科学计算软件编译安装方法说明 — BerkeleyGW篇 （提供免费测试 QQ 178068275）

![BerkeleyGW的logo][BerkeleyGW_logo]

官网：  
[http://www.berkeleygw.org/][http_www.berkeleygw.org]  
下载：  
需要注册下载软件。

## 1.什么是BerkeleyGW? ##

The BerkeleyGW Package is a set of computer codes thatcalculates the quasiparticle properties and the optical responses of a largevariety of materials from bulk periodic crystals to nanostructures such asslabs, wires and molecules. The package takes as input the mean-field resultsfrom various electronic structure codes such as the Kohn-Sham DFT eigenvaluesand eigenvectors computed with PARATEC, Quantum ESPRESSO, SIESTA,Octopus, orTBPW (aka EPM).

## 2.编译环境? ##

如果是串行版本，需要例如Intel Compiler或者GNU Compiler编译器，如果是并行版本，还额外需要例如mpich/openmpi等mpi的编译器。

## 3. 安装 Intel Compiler 编译器，设置编译环境 ##

如果使用的是Intel的CPU，建议使用Intel的编译器。  
详细安装方法参见博客相关文章。

例如使用TH-1A的Intel 2013编译器编译 vasp，可以加载如下环境变量：

source /opt/intel/composer_xe_2013.0.079/bin/iccvars.sh intel64
    source /opt/intel/composer_xe_2013.0.079/bin/ifortvars.sh intel64
    source /opt/intel/composer_xe_2013.0.079/mkl/bin/mklvars.sh intel64

## 4.安装 MPI Compiler，设置编译环境 ##

编译并行版的程序需要并行编译器，例如MPI并行的程序需要MPI编译器，常用的MPI例如Intel MPI 、MPICH 、OPENMPI等。  
不同的机器可能针对自身硬件进行MPI优化，天河系统的MPI是基于开源MPICH进行的二次开发优化，进而支持性能卓越的天河自主高速互联网络。  
详细安装方法参见博客相关文章。

例如使用TH-1A的Intel 2013编译器编译的mpich，可以加载如下环境变量：

export MPI_HOME=/usr/local/mpi-intel2013    
    export PATH=$MPI_HOME/bin:$PATH    
    export LD_LIBRARY_PATH=$MPI_HOME/lib:$LD_LIBRARY_PATH

## 5.编译软件 ##

### 5.1 设置编译环境 ###

参考上面的3、4部分。

### 5.2 配置文件 ###

以1.0.6版本为例：

tar zxvf BerkeleyGW-1.0.6.tar.gz
    cd BerkeleyGW-1.0.6

**arch.mk文件**  
在config文件夹中，有README文件，是arch.mk文件的模板，可以依据自己的实际情况进行修改，也可以参考config文件夹中的文件。  
后面章节会有详细介绍，此处仅给出结果。

cp config/README arch.mk

依据实际情况修改arch.mk即可。  
**flavor.mk文件**  
如果编译real版本：

cp flavor_real.mk flavor.mk

如果编译cplx版本：

cp flavor_cplx.mk flavor.mk

### 5.2 make & make install ###

make all 2>&1 |tee m.log
    time make install INSTDIR=$HOME/software/berkeleyGW-1.0.6 \
         2>&1 |tee mi.log

INSTDIR参数指明了安装到哪个目录。

## 6.设置环境变量 ##

编译好后，设置一下环境变量就可以使用了，设置方法如下：

export BGW_HOME=$HOME/software/berkeleyGW-1.0.6
    export PATH=$BGW_HOME/bin:$PATH
    export LD_LIBRARY_PATH=$BGW_HOME/lib:$LD_LIBRARY_PATH

## 7.arch.mk文件详解 ##

英文好的朋友，可以直接阅读berkeleyGW-1.0.6/config/README即可，下面列出主要的参数及说明。

**编译参数详解**

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th align="left">参数</th> 
   <th align="left">值</th> 
   <th align="left">备注</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td align="left">COMPFLAG</td> 
   <td align="left">-DINTEL</td> 
   <td align="left">编译器类型，常用的还可以选择-DPGI, -DGNU</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">PARAFLAG</td> 
   <td align="left">-DMPI</td> 
   <td align="left">并行参数，加上就是编译并行版本，否则是串行版本</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">MATHFLAG</td> 
   <td align="left">-DUSESCALAPACK -DUSEESSL -DUNPACKED</td> 
   <td align="left">数学库参数，-DUSESCALAPACK是使用ScaLAPACK数学库，-DUSEESSL是部分代码使用ESSL代替LAPACK, -DUNPACKED在EPM中优先使用解压缩的哈密顿算子。通常使用第一个就可以。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">DEBUGFLAG</td> 
   <td align="left">-DDEBUG -DVERBOSE</td> 
   <td align="left">debug参数，对于fortran和C++,-DDEBUG开启额外的检查，-DVERBOSE输出额外的信息</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">C_DEBUGFLAG</td> 
   <td align="left">-DDEBUG</td> 
   <td align="left">debug参数，对于c,-DDEBUG开启额外的检查</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">FCPP</td> 
   <td align="left">cpp -ansi</td> 
   <td align="left">预处理器参数</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">F90free</td> 
   <td align="left">mpif90 -free -fopenmp</td> 
   <td align="left">fortran编译器参数，mpif90为编译器的名称，-free参考的是ifort参数，-fopenmp是为了支持多线程的参数</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">LINK</td> 
   <td align="left">mpif90 -fopenmp</td> 
   <td align="left">链接器参数，mpif90为编译器的名称，-fopenmp是为了支持多线程的参数</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">FOPTS</td> 
   <td align="left">-O3</td> 
   <td align="left">fortran编译优化参数，-O3 是常用的基本优化参数，还有很多，不同编译器也不一样</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">FNOOPTS</td> 
   <td align="left">$(FOPTS)</td> 
   <td align="left">fortran编译优化参数，特别针对epsilon_main和sigma_main的。因为-O3可能会遇到报错，所以额外设置该参数</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">MOD_OPT</td> 
   <td align="left">-module</td> 
   <td align="left">fortran编译参数，指明module被创建的位置，针对不同编译器是不同的，-module是ifort的参数</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">C_PARAFLAG</td> 
   <td align="left">-DPARA</td> 
   <td align="left">c++并行编译参数，并行编译保留该参数，串行编译清空该参数</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">CC_COMP</td> 
   <td align="left">mpicxx</td> 
   <td align="left">C++编译命令和参数</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">C_COMP</td> 
   <td align="left">mpicc</td> 
   <td align="left">C编译命令和参数</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">C_LINK</td> 
   <td align="left">mpicxx</td> 
   <td align="left">C/C++连接命令和参数</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">C_OPTS</td> 
   <td align="left">-O3</td> 
   <td align="left">C/C++编译优化参数</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">REMOVE</td> 
   <td align="left">/bin/rm -f</td> 
   <td align="left">删除命令，用于make clean</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

**数学库参数详解**  
**FFTW库**  
通用的fftw

FFTWPATH = /path/to/fftw  # FFTW库的路径，注意修改为实际路径，
    FFTWLIB = -L$(FFTWPATH)/lib -lfftw 
    FFTWINCLUDE = $(FFTWPATH)/include

或者选择 intel mkl的fftw接口

FFTWPATH = $(MKLROOT)
    FFTWLIB = -L$(MKLROOT)/interfaces/fftw2xf -lfftw2xf_intel 
    FFTWINCLUDE = $(MKLROOT)/include/fftw

**LAPACK库**  
这个库有很多种，在这里给出mkl库的实现，及写法：

LAPACKLIB    = -Wl,--start-group \
                   $(MKLROOT)/lib/intel64/libmkl_intel_lp64.a \
                   $(MKLROOT)/lib/intel64/libmkl_sequential.a \
                   $(MKLROOT)/lib/intel64/libmkl_core.a \
                   -Wl,--end-group -lpthread

**SCALAPACK库**

SCALAPACKLIB = $(MKLROOT)/lib/intel64/libmkl_scalapack_lp64.a \ 
    $(MKLROOT)/lib/intel64/libmkl_blacs_intelmpi_lp64.a

**testscript**

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th align="left">参数</th> 
   <th align="left">值</th> 
   <th align="left">备注</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td align="left">TESTSCRIPT</td> 
   <td align="left">qsub {architecture}.scr</td> 
   <td align="left">如果是pbs作业管理系统</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">TESTSCRIPT</td> 
   <td align="left">make check-parallel</td> 
   <td align="left">如果是其他情况</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

以上就是该软件编译安装的全部内容。

欢迎交流！

![微信连接][SouthEast]

[BerkeleyGW_logo]: /images/20220616/71ceb774812046e4806415973c2be56f.png
[http_www.berkeleygw.org]: http://www.berkeleygw.org/
[SouthEast]: /images/20220616/c4e0295f4e1e44f499b3a9b59a5541bc.png