学校超算安装CP2K后，读波函数进行多核计算会段错误

北大-陶豫

我在超算服务器上，先按照 http://sobereva.com/451 的流程按照了 openmpi，然后按照 http://sobereva.com/586 安装了量子化学软件 CP2K，然后运行一个测试样例，一个金刚石小晶胞的 PBE 泛函单点能计算。我用 4 核计算（mpirun -np 4 cp2k.popt），在输入文件里设置了读取之前算好的波函数（SCF_GUESS RESTART），结果stderr出现报错：

1. [l06c41n4:2206753:0:2206753] Caught signal 11 (Segmentation fault: address not mapped to object at address 0x4c00081b)
   
2. [l06c41n4:2206750:0:2206750] Caught signal 11 (Segmentation fault: address not mapped to object at address 0x4c00081b)
   
3. [l06c41n4:2206751:0:2206751] Caught signal 11 (Segmentation fault: address not mapped to object at address 0x4c00081b)
   
4. [l06c41n4:2206752:0:2206752] Caught signal 11 (Segmentation fault: address not mapped to object at address 0x4c00081b)
   

复制代码

我尝试发现：如果不设置读取之前算好的波函数（注释掉SCF_GUESS RESTART），或者单核运行（mpirun -np 1 cp2k.popt），就不会出现这个报错，计算能正常结束。但就是在既并行又读取波函数时会出现上述报错，out 文件显示无法进入 SCF 流程。这些计算是在学校的服务器上进行的（我没有 root 权限），我将提交任务的 slurm 脚本中，将跟系统申请的核数由4核改成了16核（可用的内存数量大大增加了），但 mpirun -np 4 cp2k.popt 没有改成 16，既并行又读取波函数的计算仍然有相同的报错。我同学在同一个超算系统上（我俩都没有 root 权限），同学就能正常完成多核读取波函数的计算。

这可能是什么原因，我应该如何排查？

我的 .bashrc 内容：

1. # .bashrc
   
2. 
   
3. # Source global definitions
   
4. if [ -f /etc/bashrc ]; then
   
5.         . /etc/bashrc
   
6. fi
   
7. 
   
8. # User specific environment
   
9. if ! [[ "$PATH" =~ "$HOME/.local/bin:$HOME/bin:" ]]
   
10. then
    
11.     PATH="$HOME/.local/bin:$HOME/bin:$PATH"
    
12. fi
    
13. export PATH
    
14. 
    
15. # Uncomment the following line if you don't like systemctl's auto-paging feature:
    
16. # export SYSTEMD_PAGER=
    
17. 
    
18. # User specific aliases and functions
    
19. 
    
20. module use ~/.modulefiles
    
21. 
    
22. module load vasp/
    
23. module load anaconda3/
    
24. 
    
25. export PATH="/lustre/home/2001110394/FreqScript:$PATH"
    
26. export PATH="/lustre/home/2001110394/vaspkit.1.5.1/bin:$PATH"
    
27. 
    
28. #export PATH="/lustre/home/2001110394/cmake-4.0.0-rc1/build/bin:$PATH"
    
29. 
    
30. #        mpi
    
31. export PATH=/lustre/home/2001110394/openmpi416/bin:$PATH
    
32. export LD_LIBRARY_PATH=/lustre/home/2001110394/openmpi416/lib:$LD_LIBRARY_PATH
    
33. 
    
34. #        cp2k
    
35. source /lustre/home/2001110394/cp2k-2025.1/tools/toolchain/install/setup
    
36. export PATH=$PATH:/lustre/home/2001110394/cp2k-2025.1/exe/local
    
37. 
    
38. 
    

复制代码

我的slurm脚本内容：

1. #!/bin/bash
   
2. #SBATCH -A hpc2006189113
   
3. #SBATCH --get-user-env
   
4. #SBATCH --partition=C064M0256G
   
5. #SBATCH --qos=low
   
6. #SBATCH -J test
   
7. #SBATCH -N 1
   
8. #SBATCH -n 4
   
9. #SBATCH -o jobid%j-%N.out
   
10. #SBATCH -e jobid%j-%N.error
    
11. #SBATCH --time=0:02:00
    
12. 
    
13. ulimit -s unlimited
    
14. ulimit -l unlimited
    
15. 
    
16. source ~/.bashrc
    
17. 
    
18. module load gcc/12.2.0
    
19. 
    
20. export OMPI_MCA_btl_openib_if_exclude=mlx5_0:1
    
21. mpirun -np 4 cp2k.popt test.inp |tee test.out
    
22. 
    
23. 
    

复制代码

test.inp 内容：

1. #Generated by Multiwfn
   
2. &GLOBAL
   
3.   PROJECT test
   
4.   PRINT_LEVEL LOW
   
5.   RUN_TYPE ENERGY
   
6. &END GLOBAL
   
7. 
   
8. &FORCE_EVAL
   
9.   METHOD Quickstep
   
10.   &SUBSYS
    
11.     &CELL
    
12.       A     7.13358000     0.00000000     0.00000000
    
13.       B     0.00000000     7.13358000     0.00000000
    
14.       C     0.00000000     0.00000000     7.13358000
    
15.     &END CELL
    
16.     &COORD
    
17.       C     0.00000000    0.00000000    0.00000000
    
18.       C     0.89169753    0.89169753    0.89169753
    
19.       C     0.00000000    1.78339506    1.78339506
    
20.       C     2.67509260    0.89169753    2.67509260
    
21.       C     1.78339506    0.00000000    1.78339506
    
22.       C     0.89169753    2.67509260    2.67509260
    
23.       C     1.78339506    1.78339506    0.00000000
    
24.       C     2.67509260    2.67509260    0.89169753
    
25.       C     3.56679013    0.00000000    0.00000000
    
26.       C     4.45848766    0.89169753    0.89169753
    
27.       C     3.56679013    1.78339506    1.78339506
    
28.       C     6.24188272    0.89169753    2.67509260
    
29.       C     5.35018519    0.00000000    1.78339506
    
30.       C     4.45848766    2.67509260    2.67509260
    
31.       C     5.35018519    1.78339506    0.00000000
    
32.       C     6.24188272    2.67509260    0.89169753
    
33.       C     0.00000000    3.56679013    0.00000000
    
34.       C     0.89169753    4.45848766    0.89169753
    
35.       C     0.00000000    5.35018519    1.78339506
    
36.       C     2.67509260    4.45848766    2.67509260
    
37.       C     1.78339506    3.56679013    1.78339506
    
38.       C     0.89169753    6.24188272    2.67509260
    
39.       C     1.78339506    5.35018519    0.00000000
    
40.       C     2.67509260    6.24188272    0.89169753
    
41.       C     3.56679013    3.56679013    0.00000000
    
42.       C     4.45848766    4.45848766    0.89169753
    
43.       C     3.56679013    5.35018519    1.78339506
    
44.       C     6.24188272    4.45848766    2.67509260
    
45.       C     5.35018519    3.56679013    1.78339506
    
46.       C     4.45848766    6.24188272    2.67509260
    
47.       C     5.35018519    5.35018519    0.00000000
    
48.       C     6.24188272    6.24188272    0.89169753
    
49.       C     0.00000000    0.00000000    3.56679013
    
50.       C     0.89169753    0.89169753    4.45848766
    
51.       C     0.00000000    1.78339506    5.35018519
    
52.       C     2.67509260    0.89169753    6.24188272
    
53.       C     1.78339506    0.00000000    5.35018519
    
54.       C     0.89169753    2.67509260    6.24188272
    
55.       C     1.78339506    1.78339506    3.56679013
    
56.       C     2.67509260    2.67509260    4.45848766
    
57.       C     3.56679013    0.00000000    3.56679013
    
58.       C     4.45848766    0.89169753    4.45848766
    
59.       C     3.56679013    1.78339506    5.35018519
    
60.       C     6.24188272    0.89169753    6.24188272
    
61.       C     5.35018519    0.00000000    5.35018519
    
62.       C     4.45848766    2.67509260    6.24188272
    
63.       C     5.35018519    1.78339506    3.56679013
    
64.       C     6.24188272    2.67509260    4.45848766
    
65.       C     0.00000000    3.56679013    3.56679013
    
66.       C     0.89169753    4.45848766    4.45848766
    
67.       C     0.00000000    5.35018519    5.35018519
    
68.       C     2.67509260    4.45848766    6.24188272
    
69.       C     1.78339506    3.56679013    5.35018519
    
70.       C     0.89169753    6.24188272    6.24188272
    
71.       C     1.78339506    5.35018519    3.56679013
    
72.       C     2.67509260    6.24188272    4.45848766
    
73.       C     3.56679013    3.56679013    3.56679013
    
74.       C     4.45848766    4.45848766    4.45848766
    
75.       C     3.56679013    5.35018519    5.35018519
    
76.       C     6.24188272    4.45848766    6.24188272
    
77.       C     5.35018519    3.56679013    5.35018519
    
78.       C     4.45848766    6.24188272    6.24188272
    
79.       C     5.35018519    5.35018519    3.56679013
    
80.       C     6.24188272    6.24188272    4.45848766
    
81.     &END COORD
    
82.     &KIND C
    
83.       ELEMENT C
    
84.       BASIS_SET DZVP-MOLOPT-SR-GTH
    
85.       POTENTIAL GTH-PBE
    
86.     &END KIND
    
87.   &END SUBSYS
    
88. 
    
89.   &DFT
    
90.     BASIS_SET_FILE_NAME  BASIS_MOLOPT
    
91.     POTENTIAL_FILE_NAME  POTENTIAL
    
92.     WFN_RESTART_FILE_NAME test-RESTART.wfn
    
93.     CHARGE    0 #Net charge
    
94.     MULTIPLICITY  1 #Spin multiplicity
    
95.     &QS
    
96.       EPS_DEFAULT 1E-10 #This is default. Set all EPS_xxx to values such that the energy will be correct up to this value
    
97.     &END QS
    
98.     &XC
    
99.       &XC_FUNCTIONAL PBE
    
100.       &END XC_FUNCTIONAL
     
101.     &END XC
     
102.     &MGRID
     
103.       CUTOFF 350 #Use 500 for high accuracy calculation
     
104.       REL_CUTOFF 50 #Use 60 for high accuracy calculation
     
105.     &END MGRID
     
106.     &SCF
     
107.       MAX_SCF 128
     
108.       EPS_SCF 1E-5 #Target accuracy for SCF convergence
     
109.       SCF_GUESS RESTART #Uncomment this can restart from WFN_RESTART_FILE_NAME file
     
110.       &DIAGONALIZATION
     
111.         ALGORITHM STANDARD #Algorithm for diagonalization. DAVIDSON is faster for large systems
     
112.       &END DIAGONALIZATION
     
113.       &MIXING
     
114.         METHOD BROYDEN_MIXING
     
115.         ALPHA 0.4 #Default. Mixing 40% of new density matrix with the old one
     
116.         NBROYDEN 5 #Default is 4. Number of previous steps stored for the actual mixing scheme
     
117.       &END MIXING
     
118.     &END SCF
     
119.   &END DFT
     
120. &END FORCE_EVAL
     

复制代码

北大-陶豫

后续：问题没完全解决但解决了，我请学校的超算管理员装了一个所有用户都可以用的 CP2K，用起来非常好，完全没有我自己装的时候遇到的问题……

北大-陶豫

Santz 发表于 2025-3-11 09:55
你试试安装时不要手动编译 OpenMPI，在 toolchain 中直接--with-openmpi=install。另外2025.1 默认 toolcha ...

这个试过了，并没有什么改善_(:з」∠)_

Santz

你试试安装时不要手动编译 OpenMPI，在 toolchain 中直接--with-openmpi=install。另外2025.1 默认 toolchain 使用的是 OpenMPI-5.0.6

Daniel_Arndt

我看不出来有问题的地方。

只看出来几个不规范的地方。一般地，我用“module use”时都会加上“--append”，这样的话，自己写的modulefile就排在集群默认提供的modulefile之后。我也很少混用“module load”和“export PATH”，我在集群上都是尽量使用modulefile的。slurm脚本里面我一般都是写绝对路径的，因为我当时用的集群的文件系统有偶发性的问题。