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标题: ubuntu 安装 Dalton [打印本页]

作者
Author: wxyhgk 时间: 2024-10-11 17:32
标题: ubuntu 安装 Dalton
本帖最后由 wxyhgk 于 2024-10-11 17:35 编辑

说明：

本文由 ChatGPT 和 Notion AI 辅助完成

系统：Ubuntu 22.04，20.04 均测试成功

dalton 版本：Dalton 2020

Dalton 是一个开源的量子化学计算软件套件，专门用于研究分子的电子结构。

Dalton 的优点在于它能够进行各种高级的电子结构计算（如耦合簇、MCSCF、密度泛函理论等），并且提供丰富的分子性质计算功能，如磁性质和光学性质。

同时，它支持线性缩放算法，适合大型分子体系计算，且具备开源性质，便于用户进行二次开发。

0. 准备工作
如果你是新手或者不想折腾可以这样做

# 如果不存在就建立 Download 文件夹
mkdir -p $HOME/Downloads
# 如果不存在就建立 Software/dalton2020 文件夹，这是 dalton 安装路径
mkdir -p $HOME/Software/dalton2020
# dalton 临时计算目录
mkdir -p $HOME/Software/dalton2020/scratch

复制代码

这样设置之后，下面的代码可以无脑复制粘贴了

0.1 ssh 终端工具

到 (https://www.xterminal.cn/) 下载这个好用的 ssh 工具，有 ai 提示，系统监控，虽然有些小 bug，我个人认为非常值得推荐

0.2 tmux 安装

为了我们后续的步骤不断连，以及避免各种关闭窗口的失误什么的，这里先安装 tmux

sudo apt update
sudo apt install tmux -y

复制代码

然后使用 tmux 命令建立一个后台窗口，防止断连

tmux new -s dalton

复制代码

后续如果遇到断连，误操作关闭窗口等各种不小心的问题，可以重新打开终端，然后运行

tmux attach -t dalton

复制代码

可以进入到之前的安装部分

0.3 cmake,git 安装

安装 cmake，git

sudo apt install cmake git -y

复制代码

检查 cmake

cmake --version

复制代码

(, 下载次数 Times of downloads: 32)

0.4 编译器的安装

sudo apt install libhwloc-dev libevent-dev -y

复制代码

sudo apt install libhdf5-dev libeigen3-dev libboost-dev -y

复制代码

sudo apt install libopenblas-dev gfortran gcc g++ -y

复制代码

然后检查是否安装正确

gfortran --version
gcc --version
g++ --version
mpif90 --version
mpicc --version
mpicxx --version

复制代码

(, 下载次数 Times of downloads: 33)

0.5 openmpi 安装

sudo apt install openmpi-bin openmpi-common libopenmpi-dev -y

复制代码

openmpi 安装检查

mpirun --version

复制代码

(, 下载次数 Times of downloads: 27)

0.6 python 设置

确认你是有有 Python2 的环境，如果没有就需要用符号链接

# python 2 环境检测
python -V
# python3 环境检测
python3 -V

复制代码

如图所示，我这里 Python3 是有的，Python 没有，即 Python 2 或指向 Python 3 的 python 符号链接不存在, 可以通过创建 Python 的符号链接来解决这个问题：

(, 下载次数 Times of downloads: 28)

这条命令会将 python 命令指向 python3，这样你就可以直接使用 python 作为命令了。

如果不做这一步检查，后面就会提示下面的 “ python: 没有那个文件或者目录”

(, 下载次数 Times of downloads: 30)

0.7 数学库安装

sudo apt-get install libblas-dev liblapack-dev -y

复制代码

检查数学库

dpkg -l | grep blas
dpkg -l | grep lapack

复制代码

(, 下载次数 Times of downloads: 33)

1. int32 安装(不推荐)
这部分先看看，熟悉下流程，不建议用这部分来安装，看完后，直接看 int64 部分的安装

1.1 拉取项目

cd $HOME/Downloads
git clone --recursive https://gitlab.com/dalton/dalton.git

复制代码

1.2 setup

标准并行编译（使用 MPI）
如果你的系统中已经安装了 MPI 编译器（如 mpif90、mpicc 和 mpicxx），可以直接使用以下命令配置：
./setup --fc=mpif90 --cc=mpicc --cxx=mpicxx或者直接使用 --mpi 选项，它是上述命令的快捷方式：
./setup --mpi适用场景：适用于常见的 MPI 并行环境（如 OpenMPI 或 MPICH）。
使用 Intel MPI 并行编译
如果你使用 Intel 编译器（如 mpiifort、mpiicc、mpiicpc），则可以使用以下命令：
./setup --fc=mpiifort --cc=mpiicc --cxx=mpiicpc适用场景：适用于安装了 Intel MPI 的环境，可以更好地优化 Intel 处理器上的性能。
使用 Intel 编译器的串行编译（链接并行 MKL 库）
如果你只需要串行编译（不使用 MPI），但是仍然希望链接到 Intel 的 MKL 库，可以使用以下命令：
./setup --fc=ifort --cc=icc --cxx=icpc --mkl=parallel适用场景：适用于需要串行计算但依赖 MKL 并行库进行矩阵运算加速的场景。
使用 GNU 编译器的串行编译(不建议）
如果你没有 Intel 编译器，而是使用 GNU 编译器，可以使用以下命令：
./setup --fc=gfortran --cc=gcc --cxx=g++适用场景：适用于标准的 GNU 编译器环境，一般情况下可用于测试和小规模计算。
Cray 系统的并行编译
在 Cray 系统上进行并行编译时，可以使用 Cray 的编译器（如 ftn、cc 和 CC），并启用 --cray 和 --mpi 选项：
./setup --fc=ftn --cc=cc --cxx=CC --cray --mpi适用场景：适用于 Cray 超算系统，使用 Cray 的编译器和并行库。
SGI 系统的并行编译
如果你在 SGI 系统上，并且使用 Intel 编译器和 MPT（Message Passing Toolkit），可以使用以下命令：
./setup --fc=ifort --cc=icc --cxx=icpc --sgi-mpt适用场景：SGI 系统环境（如 Altix 系列），支持高效的消息传递和并行计算。

我是用的第一种，标准并行编译（使用 MPI）

进入 dalton 文件夹

cd dalton

复制代码

然后 setup

./setup --prefix=$HOME/Software/dalton2020 --mpi --blas=auto --lapack=auto

复制代码

说明：

--prefix 是定义你的 dalton 后续的安装路径的
--mpi 表示采用 mpi 并行
--blas=auto --lapack=auto 表示用用这两个数学库，auto 表示自动寻找环境变量

这里如果出现错误，或者后期需要重新配置，可以这样

这个时候需要在 dalton 的下载目录，删除 CMakeCache.txt 文件

(, 下载次数 Times of downloads: 32)

rm ./build/CMakeCache.txt

复制代码

安全起见确认一下是否正确

./setup --show

复制代码

(, 下载次数 Times of downloads: 37)

1.3 编译安装
进入 build 目录

cd build

复制代码

编译

make -j

复制代码

安装

make install

复制代码

1.4 设置环境变量

环境变量

export PATH=$HOME/Software/dalton2020/dalton:$PATH
export DALTON_TMPDIR=$HOME/Software/dalton2020/scratch
export OMP_NUM_THREADS=96

复制代码

说明：

$HOME/Software/dalton2020/dalton 是你的 dalton 的路径
$HOME/Software/dalton2020/scratch 为临时目录
OMP_NUM_THREADS=96 这里的 96 替换成你的 CPU 的核心数

1.5 ctest 运行测试

进入 build 文件夹，使用 ctest 命令

cd build
ctest

复制代码

有 500 多个例子，经过一段时间的运行，全部完成了了，就这个 144 例子失败了，说明这个安装是成功的

(, 下载次数 Times of downloads: 29)

由于我目前对 dalton 这个软件不熟悉，

这个可能是版本的问题造成了一些什么问题，也可能是关键词不兼容？具体原因目前不清楚

1.6 int32 的缺点

使用 int32 版本编译的话，最大内存只能设置成 16 GB，

对于企业，或者稍微大一点的分子来说显然是不够用的，因此，使用下面的 int64 版本更好.

2. int64 安装(推荐)

首先拉取项目

cd $HOME/Downloads
git clone --recursive https://gitlab.com/dalton/dalton.git

复制代码

2.1 准备工作
到 dalton/DALTON/gen1int 里面去，修如下四个文件

gen1int_matrix.F90，gen1int_host.F90 gen1int_shell.F90，gen1int_api.F90

(, 下载次数 Times of downloads: 37)

使用 XTerminal 直接查找替换就行了，将这四个文件里面的所有的 #include "mpif.h"

(, 下载次数 Times of downloads: 33)

上传 Uploaded
点击下载
Click to download

全部替换成

#include "mpi_mod.h"
#include "mpi_header.h"

复制代码

当然了你也可以用 shell 命令进行替换

# 进入目标目录
cd DALTON/gen1int
# 定义要修改的文件
files=("gen1int_matrix.F90" "gen1int_host.F90" "gen1int_shell.F90" "gen1int_api.F90")
# 遍历文件并进行替换
for file in "${files[@]}"
do
sed -i 's/#include "mpif.h"/#include "mpi_mod.h"\n#include "mpi_header.h"/g' "$file"
echo "已处理文件: $file"
done
echo "所有文件处理完成"
# 回到当前目录
cd -

复制代码

解释一下为什么需要这么做，因为mpif.h 只能处理 32 位数据，但是我们使用 --int64 告诉 Dalton 需要 64 位数据，所以出错。

我们的代码

#include "mpi_mod.h"
#include "mpi_header.h"

复制代码

其中 mpi_mod.h 是用于条件性地包含 use mpi 模块，而 mpi_header.h 则用于包含 mpif.h，以便在某些情况下仍然使用传统的 mpif.h 接口。

用 use mpi 可以自动处理 32 和 64 位数据，避免数据大小不匹配。

2.2 setup

进入 dalton 下载文件夹，然后建立一个安装目录

mkdir -p $HOME/Software/dalton2020_int64

复制代码

编译

./setup --prefix=$HOME/Software/dalton2020_int64 --int64 --mpi --blas=/usr/lib/x86_64-linux-gnu/libblas.so --lapack=/usr/lib/x86_64-linux-gnu/liblapack.so

复制代码

说明：

$HOME/Software/dalton2020_int64 这里的为你的安装路径
--blas=/usr/lib/x86_64-linux-gnu/libblas.so 不能变（除非你是通过编译安装的)
--lapack=/usr/lib/x86_64-linux-gnu/liblapack.so 不能变（除非你是通过编译安装的 )

2.3 编译安装

首先进入 build 文件夹，然后在 build 文件夹里面建立两个文件: mpi_header.h, mpi_mod.h

其中 mpi_header.h 填入如下的内容，然后保存

! mpi_header.h
#if defined(VAR_MPI) && !defined(USE_MPI_MOD_F90)
#include "mpif.h"
#endif

复制代码

mpi_mod.h 填入如下内容，然后保存

! mpi_mod.h
#if defined(VAR_MPI) && defined(USE_MPI_MOD_F90)
use mpi
#endif

复制代码

以下是一个简单的 Bash 脚本,可以帮助你创建并填充 mpi_header.h 和 mpi_mod.h 文件:

# 进入 build 文件夹
cd build
# 创建并填充 mpi_header.h 文件
cat << EOF > mpi_header.h
! mpi_header.h
#if defined(VAR_MPI) && !defined(USE_MPI_MOD_F90)
#include "mpif.h"
#endif
EOF
# 创建并填充 mpi_mod.h 文件
cat << EOF > mpi_mod.h
! mpi_mod.h
#if defined(VAR_MPI) && defined(USE_MPI_MOD_F90)
use mpi
#endif
EOF
echo "文件已创建并填充完成。"

复制代码

然后进行编译和安装

# 编译
make -j

复制代码

安装

# 安装
make install

复制代码

2.4 环境变量设置

export PATH=$HOME/Software/dalton2020_int64/dalton:$PATH
export DALTON_TMPDIR=$HOME/Software/dalton2020_int64/scratch
export OMP_NUM_THREADS=96

复制代码

说明：

$HOME/Software/dalton2020_int64/dalton 是你的 dalton 的路径
$HOME/Software/dalton2020_int64/scratch 为临时目录
OMP_NUM_THREADS=96 这里的 96 替换成你的 CPU 的核心数

2.5 ctest 运行测试
进入git 拉取的 dalton 下的 build 文件夹，使用 ctest 命令

ctest

复制代码

(, 下载次数 Times of downloads: 33)

主要是 8个报错，其中 144 这个和之前的 int32 版本一样报错，说明这个可能是普遍情况，

缺少了什么东西，接着就是 qmmm 系列的，最后一个是 cc 的一个

3. 参考文章

可以到我博客 https://wxyhgk.com/article/ubuntu-install-dalton2020 说的更全面

作者
Author: daddygao 时间: 2024-12-25 12:55
太棒了，参考了网上无数“教程”，装了好几次没成功，照着这个一次就装成功了。常年潜水，本次专门登陆上来表示对楼主的感谢！！！

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