Difference between revisions of "インストールと実行"
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[https://cmake.org/|CMake CMake] is a cross-platform build tool. | [https://cmake.org/|CMake CMake] is a cross-platform build tool. |
Revision as of 11:17, 6 January 2018
必要条件
このガイドでは、ユーザはUnixとそのコマンドライン操作について基礎的な知識を有していることを仮定します。 SALMONのインストールにあたり、以下のパッケージが必要です。
- Fortran90/Cコンパイラ。このパッケージは、ユーザが以下のいずれかのコンパイラを利用できることを仮定します。
- GCC (Gnu Compiler Collection)
- Intel Fortran/C Compiler
- Fujitsu Compiler (at FX100 / K-Computer)
- 以下の線形代数パッケージのいずれか。
- BLAS/LAPACK
- Intel Math Kernel Library (MKL)
- Fujitsu Scientific Subroutine Library 2 (SSL-II)
- ビルドツール。
- CMake
もし他のコンパイラを利用する場合は、ビルドスクリプト(Cmake)を変更することが必要です。#configure.pyスクリプトの付加的な選択肢をご覧ください。 もしあなたの計算機環境で数値ライブラリがインストールされていない場合は、あなた自身でBLAS/LAPACKをインストールすることが必要です。 インストールでのトラブルシューティングをご覧ください。
SALMONのインストールでは、CMakeの利用を第一の選択肢としています。 あなたの利用環境でCMakeツールを使うことに問題がある場合は、GNU makeツールの利用も可能です。 インストールでのトラブルシューティングをご覧ください。
ダウンロード
SALMONの最新バージョンは、ダウンロードからダウンロードすることができます。 ダウンロードしたファイルsalmon-<VERSION>.tar.gzからファイルを抽出するために、コマンドラインから以下のコマンドを入力します。
$ tar –zxvf ./salmon-<VERSION>.tar.gz
ファイルの抽出後、以下のディレクトリが生成されます。
SALMON |- src Source codes |- example Samples |- makefiles GNU Makefiles for building |- cmakefiles CMake related files |- makefiles GNU Makefiles for building
ビルド
SALMONをコンパイルし実行可能なバイナリファイルを作成するため、最初の選択肢としてCMakeを利用します。 もしあなたの環境でCMakeを用いたSALMONのビルドに失敗した場合は、Gnu Makeを用いることも可能です。 #GNU Makefileを用いたビルドを参照してください。
CMakeが利用できることの確認
最初にあなたの環境でCMakeが利用可能かどうかを確認します。Unixコマンドラインから以下をタイプしてください。
$ cmake --version
もしCMakeがあなたのシステムにインストールされていない場合は、cmake: command not found
のようなエラーメッセージが表示されます。
もしCMakeがあなたのシステムにインストールされている場合は、バージョンナンバーが表示されます。
SALMONをビルドするためには、バージョン3.0.2以降のCMakeが必要です。
あなたのシステムで、バージョン3.0.2以降のCMakeがインストールされていることが確認できたら、#CMakeを用いたビルドに進んでください。
多くのシステムでは、古いバージョンのCMakeがインストールされています。
あなたのシステムでCMakeがインストールされていない場合、あるいは古いバージョンのCMakeがインストールされている場合は、新しいバージョンをあなた自身でインストールすることが必要です。これは簡単な作業であり、以下で説明します。
CMakeのインストール
CMake is a cross-platform build tool.
The simplest way to make CMake usable in your environment is to get the binary distribution of CMake from the download page. The file name of the binary distribution will be cmake-<VERSION>-<PLATFORM>.tar.gz
). In standard Unix environment, a file for the platform of Linux x86_64 will be appropriate.
To download the file, proceed as follows: We assume that you are in the directory that you extracted files from the downloaded file of SALMON,
and that you will use the version 3.8.2. First get the URL of the download link from your browser, and use wget
command in your Unix command-line.
$ wget https://cmake.org/files/v3.8/cmake-3.8.2-Linux-x86_64.tar.gz
Next, unpack the archive by
$ tar -zxvf cmake-3.8.2-Linux-x86_64.tar.gz
and you will have the binary make-3.8.2-Linux-x86_64/bin/cmake
in your directory.
To make the cmake
command usable in your command-line, you need to modify the environment variable $PATH
so that the executable of CMake are settled inside the directory specified in your $PATH
.
If you use the bash shell, you need to modify the file ~/.bashrc
that specifies the $PATH
variable. It can be done by typing the following command in your login directory,
$ export PATH=<SALMON_INSTALLATION_DIRECTORY>/cmake-3.8.2-Linux-x86_64/bin:$PATH
and then reload the configuration by typing:
$ source ~/.bashrc
Build using CMake
Confirming that CMake of version 3.0.2 or later can be usable in your environment, proceed the following steps. We assume that you are in the directory SALMON.
- Create a new temporary directory build and move to the directory,
$ mkdir build $ cd build
- Execute the python script configure.py and then make,
$ python ../configure.py –arch=ARCHTECTURE --prefix=../ $ make $ make install
In executing the python script, you need to specify ARCHITECTURE that indicates the architecture of the CPU in your computer system such as intel-avx. The options of the ARCHTECUTRE are as follows:
arch | Detail | Compiler | Numerical Library |
intel-knl | Intel Knights Landing | Intel Compiler | Intel MKL |
intel-knc | Intel Knights Corner | Intel Compiler | Intel MKL |
intel-avx | Intel Processer (Ivy-, Sandy-Bridge) | Intel Compiler | Intel MKL |
intel-avx2 | Intel Processer (Haswell, Broadwell ..) | Intel Compiler | Intel MKL |
fujitsu-fx100 | FX100 Supercomputer | Fujitsu Compiler | SSL-II |
fujitsu-k | Fujitsu FX100 / K-computer | Fujitsu Compiler | SSL-II |
If the build is successful, you will get a file salmon.cpu at the directory salmon/bin. If you specify many-core archtechtures, intel-knl or intel-knc, you find a file salmon.mic or both files salmon.cpu and salmon.mic.
Build for single process calculations
In default, the python script assumes parallel execution.
If you use a single processor machine, specify --disable-mpi
in executing the python script:
$ python ../configure.py --arch=<ARCHITECTURE> --disable-mpi
Files necessary to run SALMON
To run SALMON, at least two kinds of files are required for any calculations. One is an input file with the filename extension *.inp* that should be read from the standard input stdin. This file should be prepared in the Fortran90 namelist format. Pseudopotential files of relevant elements are also required. Depending on your purpose, some other files may also be necessary. For example, coordinates of atomic positions of the target material may be either written in the input file or prepared as a separate file.
Pseudopotentials
SALMON utilizes norm-conserving pseudpotentials. You may find pseudopotentials of some elements in the samples prepared in Exercises. In SALMON, several formats of pseudopotentials may be usable. Pseudopotentials with an extension .fhi that can be obtained from the website listed below. (This is a part of previous atomic data files for the abinit code.)
pseudopotential | website |
Pseudopotentials for the ABINIT code | https://www.abinit.org/sites/default/files/PrevAtomicData/psp-links/psp-links/lda_fhi |
Filenames of the pseudopotentials should be written in the input file.
input file
Input files are composed of several blocks of namelists,
&namelist1 variable1 = int_value variable2 = 'char_value' / &namelist2 variable1 = real8_value variable2 = int_value1, int_value2, int_value3 /
A block of namelists starts with &namelist line and ends with / line. The blocks may appear in any order.
Between two lines of &namelist and /, descriptions of variables and their values appear. Note that many variables have their default values so that it is not necessary to give values for all variables. Descriptions of the variables may appear at any position if they are between &namelist and /.
SALMON describes electron dynamics in systems with both isolated and periodic boundary conditions. The boundary condition is specified by the variable iperiodic in the namelist &system.
Calculations are usually achieved in two steps; first, the ground state calculation is carried out and then electron dynamics calculations in real time is carried out. A choice of the calculation mode is specified by the variable calc_mode in the namelist &calculation. For isolated systems, the ground state and the electron dynamics calculations should be carried out as two separate executions. First the ground state calculation is carried out specifying calc_mode = 'GS' . Then the real-time electron dynamics calculation is carried out specifying calc_mode = 'RT' . For periodic systems, two calculations should be carried out as a single execution specifying calc_mode = 'GS_RT' .
In Exercises, we prepare six exercises that cover typical calculations feasible by SALMON. We prepare explanations of the input files of the tutorials that will help to prepare input files of your own interests.
There are more than 20 groups of namelists. A complete list of namelist variables is given in the file SALMON/manual/input_variables.md. Namelist variables that are used in our tutorials are explained at Input variables.
Run SALMON
Before running SALMON, the following preparations are required as described above: The executable file of salmon.cpu (and salmon.mic if your system is the many-core machine) should be built from the source file of SALMON. An input file inputfile.inp and pseudopotential files should also be prepared.
The execution of the calculation can be done as follows: In single process environment, type the following command:
$ salmon.cpu < inputfile.inp > fileout.out
In multiprocess environment in which the command to execute parallel calculations using MPI is mpiexec, type the following command:
$ mpiexec -n NPROC salmon.cpu < inputfile.inp > fileout.out
where NPROC is the number of MPI processes that you will use. In many-core processor (e.g. intel-knl) environment, the execution command is
$ mpiexec.hydra -n NPROC salmon.mic < inputfile.inp > fileout.out
The execution command and the job submission procedure depends much on local environment. We summarize general conditions to execute SALMON:
- salmon runs in both single-process and multi-process environments using MPI.
- executable files are prepared as /salmon/bin/salmon.cpu and/or /salmon/bin/salmon.mic in the standard build procedure.
- to start calculations, inputfile.inp should be read through stdin.
Appendix
Additional options in configure.py script
Manual specifications of compiler and environment variables
In executing configure.py
, you may manually specify compiler and environment variables instead of specifying the architecture, for example:
$ python ../configure.py FC=mpiifort CC=mpiicc FFLAGS="-xAVX" CFLAGS="-restrict -xAVX"
The major options of configure.py
are as follows:
Commandline switch | Detail |
-a ARCH, --arch=ARCH | Target architecture |
--enable-mpi, --disable-mpi | enable/disable MPI parallelization. |
---enable-scalapack, --disable-scalapack | enable/disable computations with ScaLAPACK library |
FC, FFLAGS | User-defined Fortran Compiler, and the compiler options |
CC, CFLAGS | User-defined C Compiler, and the compiler options |
Build for single process calculations
If you use a single processor machine, specify --disable-mpi
in executing the python script:
$ python ../configure.py --arch=<ARCHITECTURE> --disable-mpi
Build in GCC/GFortran environemnt
If you use GCC/GFortran compiler, specify the following flags in executing the python script:
$ python ../configure.py FC=gfortran CC=gcc FFLAG=-O3 CFLAG=-O3
Build using GNU Makefile
If CMake build fails in your environment, we recommend you to try to use Gnu Make for the build process. First, enter the directory makefiles:
$ cd SALMON/makefiles
In the directory, Makefile files are prepared for several architectures:
- fujitsu
- gnu
- gnu-without-mpi
- intel
- intel-avx
- intel-avx2
- intel-knc
- intel-knl
- intel-without-mpi
Makefile files with -without-mpi
indicate that they are for single processor environment.
Choose Makefile appropriate for your environment, and execute the make command:
$ make -f Makefile.PLATFORM
If the make proceeds successful, a binary file is created in the directory SALMON/bin/
.