WIEN2k14.2编译安装

WIEN2k是用密度泛函理论计算固体的电子结构的商业收费软件。它基于键结构计算最准确的方案——完全势能（线性）增广平面波((L)APW)+局域轨道(lo)方法。在密度泛函中可以使用局域（自旋）密度近似(LDA)或广义梯度近似(GGA)。WIEN2k使用全电子方案，包含相对论影响。

WIEN2k14.2软件包支持MPI并行、OpenMP并行及串行等，无需root权限即可安装，用户可以安装在自己目录下。本文仅针对采用Intel编译环境（编译器、MKL、MPI）及FFTW3做下说明。

1. 设定Intel编译环境：
   • 查看所用的编译器：

     which ifort

     输出类似：

     /opt/intel/composer_xe_2015.1.133/bin/intel64/ifort

     如显示不存在，那么可以类似下面设置下Intel编译器环境（具体路径与你所使用的系统有关）：

     . /opt/intel/composer_xe_2015.1.133/bin/compilervars.sh intel64

   • 查看Intel MKL环境：

     echo $MKLROOT

     输出类似：

     /opt/intel/composer_xe_2015.1.133/mkl

     如显示不存在，那么可以类似下面设置下Intel MKL环境（最好与编译器版本一致）：

     . /opt/intel/composer_xe_2015.1.133/mkl/bin/mklvars.sh intel64

   • 查看Intel MPI环境（最好与编译器版本一致）：

     which mpiifort

     如显示不存在，那么可以类似下面设置下Intel MPI环境：

     . /opt/intel/impi/5.0.2.044/bin64/mpivars.sh intel64

2. 安装支持MPI的FFTW3：

   WIEN2k支持FFTW MPI并行，本人不确定Intel MKL带有的是否支持，此处采用源码编译FFTW3，并打开MPI支持。

   • 下载(http://www.fftw.org/download.html)：

     wget ftp://ftp.fftw.org/pub/fftw/fftw-3.3.6-pl2.tar.gz

   • 解压缩：

     tar xvf fftw-3.3.6-pl2.tar.gz

   • 进入fftw-3.3.6-pl2目录：

     cd fftw-3.3.6-pl2

   • 查看安装帮助：
     • 查看README、INSTALL文件
     • 运行命令：

       ./configure --help

   • 生成Makefile配置：

     CC=icc F77=ifort MPICC=mpiicc ./configure --prefix=~/local --enable-mpi

     • CC：设定编译C程序的命令
     • F77：设定编译Fortran程序的命令
     • MPICC：设定编译MPI并行C程序的命令
     • --prefix：设定安装后目录
     • --enable-mpi：设定支持MPI
   • 编译及安装;

     make && make install

     顺利的话将在~/local/lib目录下生成libfftw3_mpi.a及libfftw3.a等文件。
3. 解压缩WIEN2k14.2.tar.gz：

   tar xvf WIEN2k14.2.tar.gz

4. 进入WIEN2k14.2目录：
5. 给expand_lapw添加可执行权限（如已有此权限，则无需执行）：

   chmod +x expand_lapw

6. 解压缩源文件：

   ./expand_lapw

   将解压缩SRC_*.tar等文件到对应的SRC_*等目录。
7. 查看WIEN2k官方用户手册及安装帮助：SRC_usersguide_html目录及SRC/usersguide.pdf文件等。
8. 安装：

   ./siteconfig_lawp

   将会有如下菜单输出：

   *********************************************************
      *                        W I E N                        *
      *                  site configuration                   *
      *********************************************************
   
         Last configuration: 2017年 04月 01日 星期六 19:22:30 CST
                         Wien Version: WIEN2k_14.2 (Release 15/10/2014)
                         System: linuxifc
   
   
         S   specify a system
         C   specify compiler
         O   specify compiler options, BLAS and LAPACK
         P   configure Parallel execution
         D   Dimension Parameters
         R   Compile/Recompile
         U   Update a package
         L   Perl path (if not in /usr/bin/perl)
         Q   Quit
   
     Selection:

   分别根据前面对应的单个字母（不区分大小写）设置相应选项：
   • 设置系统，按S：

     **********************
        *  Specify a system  *
        **********************
     
        Current system is: linuxifc
     
          I    Linux (Intel ifort compiler (12.0 and later) + mkl )
          J    Linux (Intel ifort 9 or 10 compiler + mkl 9.0 )
          K    Linux (Intel ifort 11.0 compiler + mkl )
          K1   Linux (Intel ifort 11.1 compiler + mkl )
          A    AIX (not updated)
          V    Linux (gfortran compiler + blaslapw (try to use at least gotoblas)
          G    GENERIC (you have to define everything )
          L    Linux (PGI compiler) (not updated)
          P    Linux (Pathscale compiler) (not updated)
          W    Linux (G95 compiler + gotolib) (not updated)
          S    SGI (Origin)  (not updated)  
          S1   SGI Altix 350/3000 with Intel 7.1 compiler) (not updated)
          U    SUN  (not updated)   
          L1   Linux (Lahey LF97 compiler) (not updated)
          M    Mac   (mac g4 + absoft compiler) (not updated)
          Q   Quit

     选择I，采用linuxifc，设置完后将保存在SYSTEM文件中，以后可以修改此文件后再运行siteconfig_lawp进行设置，下面几步中的类似。
   • 设置编译器，按C：

     Recommended setting for f90 compiler: ifort
          Current selection:   ifort
         
          Your compiler:

     直接回车或输入ifort回车，采用Intel Fortran编译器，设置后将保存在COMPILER文件中。

     Recommended setting for C compiler: cc
          Current selection:   icc
     
          Your compiler:

     直接回车或输入icc回车，采用Intel C编译器，设置后将保存在COMPILERC文件中。
   • 设置BLAS、LAPACK等编译选项，按O：

     会提示已经找到MKL环境：

     Your MKLROOT=/opt/intel/composer_xe_2015.1.133/mkl
     Your MKL_TARGET_ARCH=intel64
     The default options shown on the next screen should be ok

     回车后显示（Current因为我已经设置过，所以如此显示）：

     ecommended options for system linuxifc are:
          Compiler options:        -FR -mp1 -w -prec_div -pc80 -pad -ip -DINTEL_VML -traceback -assume buffered_io
          Linker Flags:            $(FOPT) -L$(MKLROOT)/lib/$(MKL_TARGET_ARCH) -pthread
          Preprocessor flags:      '-DParallel'
          R_LIB (LAPACK+BLAS):     -lmkl_lapack95_lp64 -lmkl_intel_lp64 -lmkl_intel_thread -lmkl_core -openmp -lpthread
     
     Current settings:
      O   Compiler options:        -FR -mp1 -w -prec_div -pc80 -pad -ip -DINTEL_VML -O2 -axavx -fp-model source -assume buffered_io
      F   FFTW options:            -DFFTW3 -I/$(HOME)/local/include
      L   Linker Flags:            $(FOPT) -L$(MKLROOT)/lib/$(MKL_TARGET_ARCH)
      P   Preprocessor flags       '-DParallel'
      R   R_LIB (LAPACK+BLAS):     -lmkl_intel_lp64 -lmkl_intel_thread -lmkl_core -liomp5 -lpthread
      FL  FFTW_LIBS:               -lfftw3_mpi -lfftw3 -L/$(HOME)/local/lib
      S   Save and Quit
      Q   Quit abandon changes
     
          To change an item select option.
     
     Selection:

   根据提示，分别按O、F、L、R、RL设置相应选项，确保设置后为：

   O   Compiler options:        -FR -mp1 -w -prec_div -pc80 -pad -ip -DINTEL_VML -O2 -axavx -fp-model source -assume buffered_io
    F   FFTW options:            -DFFTW3 -I/$(HOME)/local/include
    L   Linker Flags:            $(FOPT) -L$(MKLROOT)/lib/$(MKL_TARGET_ARCH)
    P   Preprocessor flags       '-DParallel'
    R   R_LIB (LAPACK+BLAS):     -lmkl_intel_lp64 -lmkl_intel_thread -lmkl_core -liomp5 -lpthread
    FL  FFTW_LIBS:               -lfftw3_mpi -lfftw3 -L/$(HOME)/local/lib

   设置各项后记得按S保存退出。设置后会保存在OPTIONS文件中。
   1. 设置并行方式，按P，随后出现的页面中选择MPI而非共享内存并行，在下面直接回车或输入N回车：

      Shared Memory Architecture? (y/N):

      设定完后将保存在MPI文件中
   2. 设定是否绑定到特定节点，直接回车：

      Do you know/need a command to bind your jobs to specific nodes ?
        (like taskset -c). Enter N / your_specific_command:

   3. 设定是否采用MPI2，输入1回车，设置完后将保存在parallel_options文件中：

      On most mpi-2 versions, it is better to start an mpijob on the original machine
        and not via ssh on a remote system. If you are using mpi2 set MPI_REMOTE to 0
        Set MPI_REMOTE to  0 / 1:

   4. 设定远程shell，采用ssh，直接回车：

      Remote shell (default is ssh) =

   5. 设定为了支持大算例，需要设定相关MPI和FFTW环境：

      This is useful only for BIG cases (50 atoms and more / unit cell) 
         and your HARDWARE has at least 16 cores (or is a cluster with Infiniband)
         You need to KNOW details about your installed  MPI and FFTW )

      • 在/usr和/opt尝试自动搜索设定FFTW环境：

        Finding the required fftw2/3 mpi-files in /usr and /opt ....

        设定FFTW2或3，采用FFTW3：输入FFTW3回车
      • 如果找到FFTW，会显示找到的，也可以考虑采用找到的：

        Please specify the ROOT-path of your FFTW installation (like /opt/fftw3):

        此处选择采用本文前面编译的，输入/home/nic/hmli/local回车，显示：

        Your FFTW_LIBS are: -lfftw3_mpi -lfftw3 -L/home/nic/hmli/local/lib 
        Your FFTW_OPT are : -DFFTW3 -I/home/nic/hmli/local/include

        如正确，则输入Y回车确认。
      • 输入S保存退出
   6. 设置维度参数，输入D：请根据自己需要参考WIEN2k官方用户手册设置。
   7. 设置
   8. 编译，输入R：

      A   Compile all programs (suggested)
           S   Select program
      
           Q   Quit
      
           Selection:

      请根据需要选择部分编译(S)或全编译(A)，此处选择A进行全编译。然后就开始漫长的编译了，编译最后会提示是否有问题。
9. 用户设置：

   ./userconfig_lapw

   请根据提示设置编辑器、pdf查看器、工作目录等，具体请看WIEN2k官方用户手册。
10. w2web网页服务设置：请参看WIEN2k官方用户手册。
11. 问题处理：查看各SRC_*目录下的compile.msg文件，如果有问题，那么可以根据提示，修改对应目录下的Makefile，然后再执行make或make para等。