Ubuntu 安装 VASP

wxyhgk

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说明：
本文由 ChatGPT 和 Notion AI 辅助完成

系统：Ubuntu 22.04
CPU：AMD EPYC 7k62
VASP版本：6.4.3
openmpi版本：4.1.1

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以下是安装 VASP 的步骤及其目的

1. 安装tmux	防止断连和避免关闭窗口的失误
2. 安装 gcc 和 gfortran	提供编译 VASP 所需的 C 和 Fortran 编译器
3. 安装 openmpi	提供并行计算支持
4. 安装 OpenBLAS、Scalapack、FFTW	提供 VASP 所需的数学库支持
5. 编译 VASP	构建 VASP 可执行文件
6. 设置 VASP 环境变量	确保系统能够找到并正确运行 VASP

0. 准备过程
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

1. 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

1. tmux new -s vasp

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

1. tmux attach -t vasp

复制代码

1. 安装 gcc，gfortran
要安装gcc和gfortran，可以使用以下命令：

1. sudo apt update
   
2. sudo apt install build-essential gfortran mlocate -y

复制代码

安装完成后，可以通过以下命令检查版本：

1. gcc --version
   
2. gfortran --version

复制代码

2. 安装 openmpi 并行
2.1 下载

1. wget -c https://www.open-mpi.org/software/ompi/v4.1/downloads/openmpi-4.1.1.tar.gz

复制代码

上面的 openmpi 可以去官网下载（https://www-lb.open-mpi.org/software/ompi），然后上传到自己的服务器然后解压什么

2.2 解压
接着解压

1. tar -xzf openmpi-4.1.1.tar.gz

复制代码

注意这里我安装的是 4.1.4 版本，如果是其他版本这里需要修改版本号.

2.3 建立 openmpi 安装文件夹
建立一个 openmpi 的文件夹

1. mkdir -p $HOME/Software/openmpi411

复制代码

2.4 编译安装
进入刚刚解压的 openmpi 的文件夹，然后编译安装

1. ./configure --prefix=$HOME/Software/openmpi411

复制代码

过程有些长，等待几分钟即可

完成后是类似下面的

接着需要用,

1. make -j `cat /proc/cpuinfo |grep 'processor'|sort -u|wc -l`

复制代码

这个命令用于编译 OpenMPI。-j 参数后面的部分是用来确定并行编译的线程数,它会统计 CPU 的处理器数量并使用所有可用的核心来加速编译过程。

过程较长，耐心等待

然后

1. make install

复制代码

这个命令用于安装编译好的 OpenMPI。它会将编译好的文件复制到指定的安装目录中。

2.5 配置环境变量

1. echo -e '\n#openmpi\nexport PATH=$PATH:$HOME/Software/openmpi411/bin' >> $HOME/.bashrc

复制代码

1. echo 'export LD_LIBRARY_PATH=$LD_LIBRARY_PATH:$HOME/Software/openmpi411/lib' >> $HOME/.bahrc&&source $HOME/.bahrc

复制代码

1. ompi_info

复制代码

4. 安装 OpenBLAS ，Scalapack，FFTW 数学库
这些库是 VASP 所需的数学库，它们提供了线性代数运算和快速傅里叶变换功能，对 VASP 的性能很重要。

4.1 安装 OpenBLAS

1. sudo apt-get install libopenblas-dev -y

复制代码

OpenBLAS 默认会被安装到 /usr/lib/x86_64-linux-gnu/ 下面

4.2 安装 ScaLAPACK

1. sudo apt-get install libscalapack-openmpi-dev -y

复制代码

默认安装路径和上面的 OpenBLAS 一样

4.3 安装 FFTW

1. sudo apt-get install libfftw3-dev -y

复制代码

4.4 验证安装
安装完成后，可以通过以下命令验证安装：

1. ldconfig -p | grep -E "openblas|scalapack|fftw"

复制代码

如果安装成功，该命令将显示已安装的库文件。


5.编译 VASP
下载 VASP 安装包 （https://1drv.ms/f/s!AoA_cFXK2r9EnMMg2n9OoeCi6BNLfA?e=0flISg），然后上传到服务器上，这里我使用的是 VASP6.4.3 版本，所以下面的操作都是根据这个版本来的

这里假设你的 VASP 下载目录是在 DownLoads 文件夹，如果不是，可以和我一样上传到 DownLoads 文件夹


5.1 解压和重命名

1. tar -xzf vasp.6.4.3.tgz

复制代码

1. mv vasp.6.4.3 vasp643

复制代码

5.2 拷贝 makefile 文件
首先进入刚刚重命名的文件夹里面

1. cd vasp643

复制代码

然后拷贝 arch 文件夹下面的 makefile 文件,我们在这里因为用了 openmpi 和 gnu 的编辑器，所以需要用 makefile.include.gnu_omp 这个文件

1. cp arch/makefile.include.gnu_omp ./makefile.include

复制代码

5.3 修改 makefile.include 文件
makefile.include 文件内容如下

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# Default precompiler options
CPP_OPTIONS = -DHOST=\"LinuxGNU\" \
              -DMPI -DMPI_BLOCK=8000 -Duse_collective \
              -DscaLAPACK \
              -DCACHE_SIZE=4000 \
              -Davoidalloc \
              -Dvasp6 \
              -Duse_bse_te \
              -Dtbdyn \
              -Dfock_dblbuf \
              -D_OPENMP

CPP         = gcc -E -C -w $*$(FUFFIX) >$*$(SUFFIX) $(CPP_OPTIONS)

FC          = mpif90 -fopenmp
FCL         = mpif90 -fopenmp

FREE        = -ffree-form -ffree-line-length-none

FFLAGS      = -w -ffpe-summary=none

OFLAG       = -O2
OFLAG_IN    = $(OFLAG)
DEBUG       = -O0

OBJECTS     = fftmpiw.o fftmpi_map.o fftw3d.o fft3dlib.o
OBJECTS_O1 += fftw3d.o fftmpi.o fftmpiw.o
OBJECTS_O2 += fft3dlib.o

# For what used to be vasp.5.lib
CPP_LIB     = $(CPP)
FC_LIB      = $(FC)
CC_LIB      = gcc
CFLAGS_LIB  = -O
FFLAGS_LIB  = -O1
FREE_LIB    = $(FREE)

OBJECTS_LIB = linpack_double.o

# For the parser library
CXX_PARS    = g++
LLIBS       = -lstdc++

##
## Customize as of this point! Of course you may change the preceding
## part of this file as well if you like, but it should rarely be
## necessary ...
##

# When compiling on the target machine itself, change this to the
# relevant target when cross-compiling for another architecture
VASP_TARGET_CPU ?= -march=native
FFLAGS     += $(VASP_TARGET_CPU)

# For gcc-10 and higher (comment out for older versions)
FFLAGS     += -fallow-argument-mismatch

# BLAS and LAPACK (mandatory)
OPENBLAS_ROOT ?= /path/to/your/openblas/installation
BLASPACK    = -L$(OPENBLAS_ROOT)/lib -lopenblas

# scaLAPACK (mandatory)
SCALAPACK_ROOT ?= /path/to/your/scalapack/installation
SCALAPACK   = -L$(SCALAPACK_ROOT)/lib -lscalapack

LLIBS      += $(SCALAPACK) $(BLASPACK)

# FFTW (mandatory)
FFTW_ROOT  ?= /path/to/your/fftw/installation
LLIBS      += -L$(FFTW_ROOT)/lib -lfftw3 -lfftw3_omp
INCS       += -I$(FFTW_ROOT)/include

# HDF5-support (optional but strongly recommended)
#CPP_OPTIONS+= -DVASP_HDF5
#HDF5_ROOT  ?= /path/to/your/hdf5/installation
#LLIBS      += -L$(HDF5_ROOT)/lib -lhdf5_fortran
#INCS       += -I$(HDF5_ROOT)/include

# For the VASP-2-Wannier90 interface (optional)
#CPP_OPTIONS    += -DVASP2WANNIER90
#WANNIER90_ROOT ?= /path/to/your/wannier90/installation
#LLIBS          += -L$(WANNIER90_ROOT)/lib -lwannier

# For the fftlib library (recommended)
#CPP_OPTIONS+= -Dsysv
#FCL        += fftlib.o
#CXX_FFTLIB  = g++ -fopenmp -std=c++11 -DFFTLIB_THREADSAFE
#INCS_FFTLIB = -I./include -I$(FFTW_ROOT)/include
#LIBS       += fftlib
#LLIBS      += -ldl

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上列文本当中的 红色部分， 黄色部分，绿色部分 是需要修改的，实际上就是我们在步骤 4 里面的OpenBLAS ，Scalapack，FFTW 的安装路径，下面说明如何修改

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红色部分

将

# BLAS and LAPACK (mandatory)
OPENBLAS_ROOT ?= /path/to/your/openblas/installation
BLASPACK    = -L$(OPENBLAS_ROOT)/lib -lopenblas

修改成

# BLAS and LAPACK (mandatory)
OPENBLAS_ROOT = /usr/lib/x86_64-linux-gnu/
BLASPACK    = -L$(OPENBLAS_ROOT) -lopenblas

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黄色部分
将

# scaLAPACK (mandatory)
SCALAPACK_ROOT ?= /path/to/your/scalapack/installation
SCALAPACK   = -L$(SCALAPACK_ROOT)/lib -lscalapack

修改成

# scaLAPACK (mandatory)
SCALAPACK_ROOT = /usr/lib/x86_64-linux-gnu/
SCALAPACK   = -L$(SCALAPACK_ROOT)/lib -lscalapack-openmpi

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绿色部分
保险起见，首先看看 fftw3.h 的位置

1. locate fftw3.h

复制代码

这里显示在 /usr/include/ 这个地方

然后将

# FFTW (mandatory)
FFTW_ROOT  ?= /path/to/your/fftw/installation
LLIBS      += -L$(FFTW_ROOT)/lib -lfftw3 -lfftw3_omp
INCS       += -I$(FFTW_ROOT)/include**

修改成

# FFTW (mandatory)
FFTW_ROOT  ?= /path/to/your/fftw/installation
LLIBS      += -L$(FFTW_ROOT)/lib -lfftw3 -lfftw3_omp
INCS       += -I/usr/include

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5.4 编译 vasp

1. make all

复制代码

时间较长慢慢等待(大概得几十分钟)即可，由于我们使用了 tmux ，所以不必担心断连问题，非常方便。

实际上这里采用并行编译时间更短，但是看到这段（[http://bbs.keinsci.com/thread-37628-1-1.html#:~:text=vasp的部分源文件依赖其他源文件，所以在src文件夹里有个.object文件提供了一个编译源文件的顺序。直接make -j并行编译容易因为某个源文件的依赖没编译报错。](http://bbs.keinsci.com/thread-37 ... 5%E9%94%99%E3%80%82)），为了保险起见，就单线程编译了，虽然慢点。

编译完成后，使用

1. ls bin/

复制代码

有三个文件

6. 设置 VASP 环境变量
首先来测试下上面的编译是否成功

1. ./bin/vasp_std

复制代码

出现这些表明我们的编译是成功的


然后我们配置环境变量，把下面的代码，放入到 .bashrc 里面去

6.1 配置库文件查找路径

1. # 设置系统默认库文件路径到 LD_LIBRARY_PATH 中，确保能找到系统库文件
   
2. export LD_LIBRARY_PATH=/usr/lib/x86_64-linux-gnu:$LD_LIBRARY_PATH
   
3. export LIBRARY_PATH=$LD_LIBRARY_PATH

复制代码

这个是必须加的，不然后续使用 mpirun 的时候就会报错

6.2 添加 VASP 可执行文件路径
为了统一管理软件什么的，我在家目录下的 Software 目录下放了各种软件，这次也不例外，将 vasp643文件夹移动到 ~/Software/文件夹下面，因此这个时候我的 VASP 软件的目录为 $HOME/Software/vasp643/

1. # 添加 VASP 可执行文件路径到 PATH 中
   
2. export PATH=$PATH:$HOME/Software/vasp643/bin

复制代码

上面代码中的 $HOME/Software/vasp643 是我 VASP 的目录，注意自己修改

7. VASP 运行测试

在 VASP 中，输入文件没有文件扩展名,`POSCAR`、`INCAR`、`KPOINTS` 和 `POTCAR` 文件名**没有 .poscar、.incar、.kpoints 或 .potcar 这样的后缀。

所以运行的时候得先建立一个文件夹，例如 h20 文件夹，然后进入 h20 文件夹里面建立`POSCAR`、`INCAR`、`KPOINTS` 和 `POTCAR` 等文件

首先建立任意一个文件夹，然后将下面的文件上传到服务器
到这里下载相关文件
- 123网盘：https://www.123865.com/s/U8JrVv-M1jEH
- OneDrive：[H_VASP_File.zip](https://1drv.ms/u/s!AoA_cFXK2r9EnMMvpNbi27ng9L6qyg?e=9nIStf)


接着进入文件夹运行

1. mpirun -np 2 vasp_std

复制代码

8. 参考资料
1. https://wxyhgk.com/article/ubuntu-orca
2. https://www.bilibili.com/video/BV1W24y1N7WK
3. http://bbs.keinsci.com/thread-37628-1-1.html
4. https://www.vasp.at/tutorials/latest/
5. https://www.bilibili.com/video/BV1vu4y1m7us



我博客这里 https://wxyhgk.com/article/ubuntu-install-vasp643 排版会更好

万里云

在windows下面还是推荐用自带的openssh+商店里的Windows Terminal登录服务器，或者原版的XShell（非某丁的代理版），再差是MobaXterm。

往ssh客户端里下毒的很多，开源的WindTerm有假冒的主页和安装包，闭源的*****Shell更是被爆出挖矿。所以不知名的ssh客户端还是谨慎为妙。

wxyhgk

万里云 发表于 2024-10-6 10:59
在windows下面还是推荐用自带的openssh+商店里的Windows Terminal登录服务器，或者原版的XShell（非某丁的 ...

和你讲一下为什么用这个，而且我用这个用了有小一年了。

1. 有 mobaxterm 的大部分功能，当然没有宏功能什么的，这个问题不大
2. mac ，win，Linux 都有
3. 有 AI 功能，遇到自己忘记的，直接就能在软件上自动提示

市面上的我能搜到的 ssh 软件基本我都用过，大多数都不太舒服，，大部分软件都没有 ssh + sftp 在同一个页面，毕竟用 vim 相对而言比较麻烦，编辑其实也是小事，主要是很多时候得看分子结构，每次都要下载什么的非常麻烦，当然了有那种虚拟硬盘的软件，但是依旧没有在同一个界面里面方便，而且这个软件可以自动监控调用了那些核什么的，很清楚，无需再去搞什么 ssh 插件进行监控什么的。

其实我最喜欢用的是 MobaXterm 这个软件，可惜他没有 Mac 和 Linux 版本，我就只能选这个了

万里云

wxyhgk 发表于 2024-10-6 12:24
和你讲一下为什么用这个，而且我用这个用了有小一年了。

1. 有 mobaxterm 的大部分功能，当然没有宏功 ...

Linux系统的话，直接ssh -Y就能用图形界面了啊？

wxyhgk

万里云 发表于 2024-10-7 11:07
Linux系统的话，直接ssh -Y就能用图形界面了啊？

这些都太麻烦，各种设置，我好几个机器要管理，各种小命令要存储。自己得用不用的设备，mac，Linux，win 都在用

这个软件还能同步上面的，储存自己定义的命令，也是同步，我设备比较多，还有 ai 提示，很是方便，自己用一下就知道了

liu1216081301

步骤很详细，谢谢博主。

ljb874722957

博主你好，乌班图系统支持MS了吗？

wxyhgk

ljb874722957 发表于 2024-11-10 16:27
博主你好，乌班图系统支持MS了吗？

不知道，没关注过 MS

tjuphysfang

太棒了博主！感谢！

1138711019

楼主有试过openmpi 5.X么
我用5.XX 编译的vasp和cp2k总是出现cpu调度有问题，换回4.XX就好了

wxyhgk

1138711019 发表于 2024-11-18 09:35
楼主有试过openmpi 5.X么
我用5.XX 编译的vasp和cp2k总是出现cpu调度有问题，换回4.XX就好了

没有用过，不清楚

ljb874722957

你好博主，为什么我编译的vasp，把学校集群优化好的结构再次优化但无法收敛，且跑不出一个电子步，学校的是6.3.0，我的是6.4.2？听说对于新版的oneapi，对FTTW文件是否要重新编译一下，我没有编译这个文件。

wxyhgk

ljb874722957 发表于 2024-11-20 22:37
你好博主，为什么我编译的vasp，把学校集群优化好的结构再次优化但无法收敛，且跑不出一个电子步，学校的是 ...

说的太模糊了不知道什么情况。

得说明更加清晰，比如优化什么结构不收敛， oneapi 是 Intel 的我没试过，不清楚，建议用 openmpi，intel 的部分时候有玄学问题