CP2K编译安装

环境：228集群，Rocky Linux 8.10

下载源码包和相关依赖软件安装包¶

在GitHub下载CP2K最新版本，这里我们下载2024.3版本，并上传至个人家目录的downloads文件夹下。
不能访问GitHub的用户，也可在百度云盘下载cp2k-2024.3源码包及依赖库。

[userA@quantum ~]$ mkdir soft && cd soft
[userA@quantum soft]$ tar -jxvf ~/downloads/cp2k-2024.3.tar.bz2
[userA@quantum soft]$ cd cp2k-2024.3/tools/toolchain
[userA@quantum toolchain]$ mkdir build && cd build
[userA@quantum build]$

集群管理节点如果能联网，分别一条条执行下面命令行：

wget --no-check-certificate https://www.cp2k.org/static/downloads/gcc-14.1.0.tar.gz
wget --no-check-certificate https://www.cp2k.org/static/downloads/OpenBLAS-0.3.27.tar.gz
wget --no-check-certificate https://www.cp2k.org/static/downloads/cmake-3.30.0-linux-x86_64.sh
wget --no-check-certificate https://www.cp2k.org/static/downloads/ninja-v1.12.1.tar.gz
wget --no-check-certificate https://www.cp2k.org/static/downloads/mpich-4.0.3.tar.gz
wget --no-check-certificate https://www.cp2k.org/static/downloads/fftw-3.3.10.tar.gz
wget --no-check-certificate https://www.cp2k.org/static/downloads/libint-v2.6.0-cp2k-lmax-5.tgz
wget --no-check-certificate https://www.cp2k.org/static/downloads/libxc-6.2.2.tar.gz
wget --no-check-certificate https://www.cp2k.org/static/downloads/libgrpp-main-20231225.zip
wget --no-check-certificate https://www.cp2k.org/static/downloads/libxsmm-1.17.tar.gz
wget --no-check-certificate https://www.cp2k.org/static/downloads/scalapack-2.2.1.tgz
wget --no-check-certificate https://www.cp2k.org/static/downloads/COSMA-v2.6.6.tar.gz
wget --no-check-certificate https://www.cp2k.org/static/downloads/COSTA-v2.2.2.tar.gz
wget --no-check-certificate https://www.cp2k.org/static/downloads/Tiled-MM-v2.3.1.tar.gz
wget --no-check-certificate https://www.cp2k.org/static/downloads/elpa-2024.03.001.tar.gz
wget --no-check-certificate https://www.cp2k.org/static/downloads/scotch_6.0.0.tar.gz
wget --no-check-certificate https://www.cp2k.org/static/downloads/superlu_dist_6.1.0.tar.gz
wget --no-check-certificate https://www.cp2k.org/static/downloads/pexsi_v1.2.0.tar.gz
wget --no-check-certificate https://www.cp2k.org/static/downloads/QUIP-0.9.10.tar.gz
wget --no-check-certificate https://www.cp2k.org/static/downloads/fox-b5b69ef9a46837bd944ba5c9bc1cf9d00a6198a7.tar.gz
wget --no-check-certificate https://www.cp2k.org/static/downloads/gsl-2.7.tar.gz
wget --no-check-certificate https://www.cp2k.org/static/downloads/plumed-src-2.9.0.tgz
wget --no-check-certificate https://www.cp2k.org/static/downloads/hdf5-1.14.2.tar.bz2
wget --no-check-certificate https://www.cp2k.org/static/downloads/libvdwxc-0.4.0.tar.gz
wget --no-check-certificate https://www.cp2k.org/static/downloads/spglib-2.3.1.tar.gz
wget --no-check-certificate https://www.cp2k.org/static/downloads/libvori-220621.tar.gz
wget --no-check-certificate https://www.cp2k.org/static/downloads/libtorch-cxx11-abi-shared-with-deps-1.12.1+cpu.zip
wget --no-check-certificate https://www.cp2k.org/static/downloads/SpFFT-1.1.0.tar.gz
wget --no-check-certificate https://www.cp2k.org/static/downloads/SpLA-1.6.1.tar.gz
wget --no-check-certificate https://www.cp2k.org/static/downloads/SIRIUS-7.5.2.tar.gz
wget --no-check-certificate https://www.cp2k.org/static/downloads/dftd4-3.6.0.tar.gz

如果管理节点不能联网，可下载上面百度云盘链接里的build文件夹，但如果没百度云盘会员，还是用上面的https链接在浏览器一个个下载比较快。下载完后，并上传到build文件夹中。

salloc申请编译计算节点¶

集群管理节点一般做了限制，不允许在上面直接运行作业或编译，我们也没专门设置编译节点，因此需要在计算节点上编译。为避免正常作业与编译抢占CPU>，我们把编译也按正常作业提交即可。

[userA@quantum build]$ salloc -N1 -n64 -p gao-grp
salloc: Granted job allocation 5612
salloc: Waiting for resource configuration
salloc: Nodes cu01 are ready for job

-N 申请的计算节点数目；-n 申请的任务核数；-p 申请的作业队列；-w 申请的计算节点名称。
账号可使用队列的名称：可使用sacctmgr show ass user=$(whoami) format=part查看。队列所对应的节点可用sinfo或者pestat命令查看。
这里我们申请一个计算节点，64核，使用gao-grp队列，申请计算节点为cu01.

toolchain安装各种库文件¶

ssh进入申请的节点，进入toolchain目录进行安装各种库文件

[userA@quantum build]$ ssh cu01
[userA@cu01 ~]$ cd soft/cp2k-2024.3/tools/toolchain
[userA@cu01 toolchain]$ ./install_cp2k_toolchain.sh -j 64 --install-all --target-cpu=native --with-deepmd=no --with-gcc=install --with-mpich=install --with-mpich-device=ch4

注意

集群暂无GPU计算卡，我们安装CP2K所有模块，而没安装deepmd模块。
target-cpu使用native，代表使用此机器最高指令集。如果在编译节点使用lscpu |grep -c avx512命令，显示1，代表使用avx512指令集（这里native相当于skylake-avx512）；如果显示0，一般使用avx2指令集（lscpu |grep -c avx2，显示1），native相当于haswell。
如果集群有较旧Intel机器或AMD EPYC 7002系列前的CPU（最高指令集avx2）和具有avx512指令集的机器，要编译在所有节点上运行的cp2k，需要在最高指令集avx2的机器上用--target-cpu=native或者在编译机器上用--target-cpu=generic。
如果管理节点不能联网或者确实不需要dftd4模块，在install_cp2k_toolchain.sh后加上--with-dftd4=no。

编译cp2k¶

上一步在管理节点安装好了dftd4后，编译需要再次ssh进入到申请的节点。

[userA@cu01 ~]$ cd soft/cp2k-2024.3/tools/toolchain
[userA@cu01 toolchain]$ cp install/arch/* ~/soft/cp2k-2024.3/arch/
[userA@cu01 toolchain]$ source install/setup
[userA@cu01 toolchain]$ cd ../../
[userA@cu01 cp2k-2024.3]$ make -j 64 ARCH=local VERSION="ssmp psmp" |tee make.log

编译测试¶

使用Slurm作业系统，还安装了slurm-torque包（含有/usr/bin/mpiexec），需要先修改do_regtest.py。

[userA@cu01 cp2k-2024.3]$ sed -i 's/mpiexec -n/mpiexec.hydra -n/g' tests/do_regtest.py
[userA@cu01 cp2k-2024.3]$ make -j 64 ARCH=local VERSION=psmp test |tee make.psmp.test
[userA@cu01 cp2k-2024.3]$ tail make.psmp.test 
------------------------------- Summary --------------------------------
Number of FAILED  tests 0
Number of WRONG   tests 0
Number of CORRECT tests 4212
Total number of   tests 4212

Summary: correct: 4212 / 4212; 10min
Status: OK

*************************** Testing ended ******************************
[userA@cu01 cp2k-2024.3]$ make -j 64 ARCH=local VERSION=ssmp test |tee make.ssmp.test
[userA@cu01 cp2k-2024.3]$ tail make.ssmp.test 
------------------------------- Summary --------------------------------
Number of FAILED  tests 0
Number of WRONG   tests 0
Number of CORRECT tests 4130
Total number of   tests 4130

Summary: correct: 4130 / 4130; 5min
Status: OK

*************************** Testing ended ******************************

cp2k的提交脚本¶

test.slurm

#!/bin/bash
# Job submission script for SLURM:
# Usage: sbatch <this_script>
##############脚本第一部分，声明SLURM作业管理系统的请求资源参数#####################
#SBATCH -J test
#SBATCH -o test.o%J
#SBATCH -N 1
#SBATCH --ntasks-per-node=64
#SBATCH -t 2024:03:00
#SBATCH -p gao-grp
########################请求资源参数的解释###################################
#    -J: 作业名称
#    -o: 标准输出stdout
#    -e: 标准错误stderr，不写-e，标准输出stdout和标准错误stderr合并到.ojobid文件中
#    -N: 请求的节点数目
#    -n: 请求的总核数，如果-N后为1，等同于--ntasks-per-node
#    -t: 时间限制
#    -p: 申请的分区
#    -w: 后面跟请求的指定节点名称
#############################################################################

#################脚本第二部分，定义要运行作业软件的环境变量#######################
# go to work dir
cd $SLURM_SUBMIT_DIR

source $HOME/soft/cp2k-2024.3/tools/toolchain/install/setup
export CP2K_DATA_DIR=$HOME/soft/cp2k-2024.3/data

########################脚本第三部分，运行作业的命令############################

echo "Starting CP2K run at" `date`

# The program we want to execute，根据自己的作业，主要修改的也是下面这一行
time mpirun -np $SLURM_NTASKS cp2k.popt test.inp > $SLURM_SUBMIT_DIR/test.log

echo "Finished CP2K run at" `date`

使用sbatch test.slurm提交作业。

参考¶

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