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pengjun74

银虫 (初入文坛)

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[交流] Ubuntu下安装lammps单机版（no MPI，no FFT）几点心得已有2人参与

说明一下：我用的是ubuntu12，自动更新到13（去系统自带的“软件中心”安装谷歌拼音输入法，方便后面操作）。下载的lammps为2014年5月份的。

1.更改系统默认的shell
由于ubuntu系统默认的shell是dash，它更小巧、更快。但是听说安装一些脚本时容易出错，因此还是改为bash。
查看系统默认的shell，
ls -l /bin/sh
重新配置dash,
sudo dpkg-reconfigure dash
然后选择[no]，终端会自己删除dash，并更改为bash。

2.预安装
sudo apt-get install csh
sudo apt-get install build-essential
lammps要求ubuntu系统的（用于将ubuntu当作debain系统？）：
sudo add-apt-repository ppa:gladky-anton/lammps
sudo apt-get update

3.安装编译器
由于电脑CPU是Intel的，所以选择intel的icc和ifort，听说会比其他编译器快很多（主要差别在浮点运算？）。下载地址：
https://software.intel.com/en-us ... oftware-development，获得序列号。我下载安装的是icc2013_sp1.2.144，ifort2013_sp1.2.144版的。
先装（命令集），
sudo apt-get install g++
去解压包的目录下，我的是cd /home/bill/icc
sudo ./install.sh
ifort的安装与此相同。
设置环境变量，使之生效。
gedit .bashrc
打开.bashrc后，在末尾加上
# l_ccompxe_2013_sp1.2.144
# l_fcompxe_2013_sp1.2.144 这两行只是用来注释的
source /opt/intel/bin/compilervars.sh ia32
加这一条可同时使icc，ifort，icpc生效，而不用分别添加。因为compilervars.sh本身就包含了它们的链接。
保存，关闭。
source .bashrc
测试确认一下：输入which icc，再which icpc，which ifort
卸载和安装前面的步骤相同，只需在安装菜单中选“卸载”。

4.MPI和FFT
我是用单机算的，因此没装MPI，它是用来不同平台之间并行计算的。对于单机，还有一个多核并行计算的问题，即openMP。由于intel的编译器已包括了它，所以不用专门去安装。这里也把网上的安装MPI和FFT的贴过来吧：
（1）先去软件中心下载mpich2，这样省事。cd mpich2-1.0.2p1（去解压包的目录）./configure --prefix= /opt/mpich2-gnu（配置，好像这个命令是要求要有gnu的）make（会出来好多选项）再make install（安装）。
（2）去官网下载，http://www.fftw.org/download.html，解压后，cd fftw-2.1.5，./configure --prefix=/opt/mathlib/fftw215-gnu --enable-float，make，make install。

5.编译lammps
（1）MPI库：去官网下载安装包，http://lammps.sandia.gov/download.html#tar，常选“发展包”。
去lammps/src/STUBS/目录下，将Makefile中的g++改为icc，保存。该目录是关于MPI的。
cd /home/bill/lammps/src/STUBS/
make
生成libmpi_stubs.a，是用于非并行的“伪MPI库”，还有 mpi.o是整体编译lammps时用于链接的“中间目标文件”。
（2）额外库：poems是C语言写的，可用icc来编译；meam和reax是用fortran语言写的，可用ifort编译。
cd /home/bill/lammps/lib/poems
make -f Makefile.icc
即开始用icc来编译poems了。会在lammps/lib/poems目录下会生成一个libpoems.a库文件，用于编译整个lammps时调用，还有一个Makefile.lammps，用于引导编译时相关库的调用，另外还有若干*.o的“中间目标文件”。（旧版的lammps是直接去MAKE下的Makefile.*加路径，现在则通过各个“额外包”的Makefile.lammps来改，这样操作更方便、集中）
cd /home/bill/lammps/lib/meam
make -f Makefile.ifort
即开始用ifort编译meam了。会在lammps/lib/meam目录下生成libmeam.a，Makefile.lammps，*.o。将其Makefile.lammps改为
meam_SYSINC =
meam_SYSLIB = -lifcore -lsvml -liompstubs5 -limf
meam_SYSPATH = -L/opt/intel/composerxe/lib/ia32
第二行有四个库，-lifcore调用libifcore.a库，为ifort编译器所需；-lsvml 调用libsvml.a库，是short vector math library；-liompstubs5（旧版的ifort是-lompstub，若装的是新版的ifort用它就会出错）调用libompstub.a库，它与OMP的一个子程序相关，用它（intel编译器已经预装了）就不用另外安装OMP了；-limf调用libimf.a库，是一个数学库。
第三行为安装的intel编译器的库（链接*.o时候用的？）的地址。
reax的安装与meam的步骤相同。
（3）选择和修改Makefile文件：编译之前先去修改负责编译整个lammps的Makefile文件。lammps/src/目录下有个Makefile.sh，用于引导Makefile.*的选择，这些备选的Makefile文件都在lammps/src/MAKE目录下。比如在src目录下输make linux，则编译时将使用Makefile.linux文件来编译整个lammps。我只要做串行计算，因此选择的是Makefile.serial这个文件。在用它进行编译之前，先对它作一点修改。1.编译器部分两处改为icc。2.如果安装了MPI和FFT，则要修改MPI和FFT相应的部分，比如
MPI_INC =    -I/opt/mpich/include -DMPICH_SKIP_MPICXX
MPI_PATH = -L/opt/mpich/lib
MPI_LIB =    -lmpich -lpthread
FFT_INC =  -I/opt/fftw/include    -DFFT_FFTW
FFT_PATH = -L/opt/fftw/lib
FFT_LIB =  -lfftw3f
3.如果要使用JPEG的功能（in文件中有相应的输出JPEG图片的命令），则要修改相应的部分。
修改完后，保存。
（4）整体编译lammps：该准备的都准备好后（主要是库文件和Makefile文件），就可以开始编译整个lammps了。
回到lammps/src/目录下（其实前一步也还是在这个目录下）
cd /home/bill/lammps/src/
查看各包的选择状态，make package-status
选择和剔除各包，我选的是
make yes-all，然后
make no-gpu
make no-kim
make no-mpiio
make no-voronoi

make no-user-atc
make no-user-awpmd
make no-user-colvars
make no-user-cuda
make no-user-lb
make no-user-qmmm
总共安装了22+8=30个包。其中27个平常的（user-omp需要openMP，单核并行），3个额外包（poems，meam和reax）。
剔除了4+6=10个特殊包。其中gpu需要cuda（有两个cuda需要注意区分），voronoi需要voro++，user-atc需要blas和lapack库，user-awpmd需要openMPI（多核并行）。
最后即可开始编译lammps了，
cd /home/bill/lammps/src/
make clean-all
make serial
编译成功后会在该目录下生成名为lmp_serial.exe（后缀可能看不到）的可执行文件。可复制、剪切、更改名字，复制到其他地方的同样可进行计算。

6.用编译好的lammps来进行计算
将in.*即in文件（可能会带一个data.*文件）与lmp_serial.exe放在同一个目录下。若用的是lammps/examples里的in文件，则需要先把dump命令前的#去掉，还可以按需要把输出的步子比如50改为10等。
先去该目录下，
cd /home/bill/Compute
在该目录下，
./lmp_serial < in.name
即开始计算了，生成数据文件dump.*，包含位置等信息，以及日志log.cite，log.lammps等，记录命令的运行情况。

7.对计算结果进行可视化
（1）安装VMD（visual Molecular Dynamics)：预装
sudo apt-get install build-essential csh
sudo apt-get install csh
sudo apt-get install libstdc++5（安装编译器也要用到它？）
下载，http://www.ks.uiuc.edu/Developme ... cgi?PackageName=VMD，解压。
如果要更改安装位置，则先去目录/home/bill/vmd-1.9.1/下，找到并修改configure文件，
install_bin_dir="/home/bill/lammps-18Apr14/src"（startup script一个启动脚本，引导作用）
install_library_dir="/home/bill/vmd-1.9.1/bin/$install_name"（executables一个可执行文件，一个用于实际运行的文件）
如果默认安装路径/usr/local/bin/vmd（启动脚本），则上面不用改。
改好后进行配置，
cd /home/bill/vmd-1.9.1
./configure
（出现几个选项，using configure.options: LINUX OPENGL FLTK TK ACTC CUDA IMD LIBSBALL XINERAMA XINPUT LIBTACHYON VRPN NETCDF TCL PTHREADS SILENT ICC）
./configure LINUX（选LINUX）
配置好后，开始安装，
cd src（或者cd /home/bill/vmd-1.9.1/src）
sudo make install
试试 vmd 命令，直接在终端输“vmd”，结果出现
rlwrap: Command not found.
但仍然可以运行，并出现vmd的两个窗口界面。
去软件中心搜“rlwrap”，下载、安装即可。若运行vmd还是出现那个问题，就去/usr/local/bin下找名为vmd的启动脚本，修改它。
先用命令改其权限。
sudo chmod g+rw /usr/local/bin/vmd
再打开该文档，查找与rlwrap有关的字段，有两处乱码，是需要slash才能正确显示的符号。不想安装slash就要把以下乱码删除。
-b(){}[],&^%#;|\\
为了留个记录，可把原句注释掉（在该行最开头加个符号#），再在下面加上没有乱码的语句。
再用chmod命令把文件的属性改回来（也可以不改），运行vmd试试。
（2）先把前面计算得到的dump.*文件改为vmd所要求的.lammpstrj格式，可直接在dump文件名后加此后缀。
运行vmd：在终端输入vmd，打开软件的主界面和图示界面。
载入分子或原子：点开主界面的“File→New Molecules”，会弹出一个名为“Molecule File Browser”的菜单。先在Determine file type下选择LAMMPS Trajectory，再点Browser，去合适的目录下寻找.lammpstrj格式的文件，最后点Load，即可导入分子或原子。
改变显示方式：在主菜单下Graphics→Representations，会弹出Graphical Representations。Drawing Method下选，VDW，此时原子显示为小球。更改球的半径，Sphere Scale调为0.5或0.4。
将模拟过程保存为动画：主菜单Extensions→Visualization→Movie Maker，会弹出一个名为VMD Movie Generator的菜单。先在Movie Settings下选择Trajectory即输出轨迹（此菜单下还可决定是否删除在制作动画过程中生成的一系列图片），再点Set working directory设置输出动画的地址。如果要输出GIF格式的图片，则Fornat→Animated GIF（ImageMagick）；如果要输出mpeg格式的视频，则Format→mpeg-1（ppmtompeg）。最后Make Movie，开始制作。在使用这两个功能之前，需要先安装相应的插件（可通过软件中心）：ImageMagick用以输出GIF，NetPBM用以输出mpeg。

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