QE和Abinit都是⽬前免费开源的第⼀性原理计算软件，都是采⽤赝势和平⾯波的⽅法，其中QE的相应模块也常称为Pwscf，现在QE 能够实现的功能也越来越多，所以相⽐Abinit，QE官⽹提供了⼤部分常⽤的赝势，使⽤⽐较⽅便。本⽂主要介绍QE的安装以及可能遇到的各种问题。 硬件平台并未使⽤计算⼯作站，⽽是个⼈电脑，采⽤了Intel最新的i9 7980XE 芯⽚，内部有18核36线程，内存使⽤4通道32G
DDR4 3600MHz。
1. Linux系统的安装
QE和abinit等计算软件⾸先需要⼀个linux系统，这⾥选择ubuntu作为计算平台，安装ubuntu操作系统并且和windows组成双系统。由于Win 7已经⽆法⽀持x299主板芯⽚，表现为键⿏等⽆法识别，所以windows系统选择win10；ubuntu版本⽬前最新为 ubuntu18.04，可以安装，但是不建议安装最新版本，因为18.04版本⾥安装并⾏环境以及QE编译等会遇到很多问题，需要额外做些多余的⼯作，问题很多，如果为了稳妥，建议直接安装ubuntu16.04LTS版本。后者由于linux内核版本较低，可能安装后⽆法识别Geforce显卡以及⽆线⽹卡，⽽ubuntu18.04则⽆
此问题。
2. Ubuntu系统内的配置
在开始安装QE或者Abinit等之前，⾸先需要让Ubuntu系统联⽹检查更新，之后为系统安装c、c++和Fortran的编译器。编译器可以选择GNU的gcc、g++和gfortran，如果⽤的是intel的平台，可以选择安装intel的icc、icpc和ifort编译器(intel的并⾏编译器包可在官⽹下载，但⽬前需要注册，如果有学校邮箱，可免费得到序列号)。 2.1 选择GNU的gcc和gfortran编译器：
Ubuntu系统对⽤户和⽂件读写权限有细致的划分，所以最好将所需软件安装在⾃⼰的⼯作⽬录下(/home/⽤户名)，这样编译安装时就⽆需总是利⽤sudo命令临时成为root⽤户。由于默认sudo命令成为root⽤户的时间较短，每次sudo都要频繁输⼊密码，所以为了⽅便，可以延长sudo命令在终端内的时间，终端输⼊sudo visudo，在打开的⽂件内，将原来的Defaults env_rese改为：
Defaults env_rese，timestamp_timeout=20
上⾯的20单位为分钟，就是⼀次输⼊sudo密码后可以维持20分钟。在ubuntu系统内打开终端，在终端内可以直接使⽤sudo apt-get install gcc以及g++和gfortran来安装c、c++和Fortran的编译器。安装完
我为环保做贡献成后可查看安装编译器的版本：
ls /usr/bin/gcc* -l
Ubuntu18.04默认安装的是gcc-7，相应的Fortran编译器为gfortran-7，都是通过在/usr/bin/⽬录下通过链接⽅式将gcc链接到gcc-7；如果QE安装的是qe6.x版本，则与以上版本的编译器存在问题(在configure后，make环节会出错，可能会出现各种如：can’t open module file ‘d’等奇怪问题，或者recipe for ** failed 等提⽰)。这种原因可能是⾼版本gcc-7或者gfortran-7编译器和qe 之间存在兼容问题。解决⽅法就是降低编译器的版本，这⾥选择安装低版本gcc-5，g++-5，gfortran-5(版本6也可以)，安装⽅式直接⽤sudo apt-get install gcc-5等(c++和fortran的编译器为g++-5，gfortran-5)，安装好后进⾏配置，可以选择系统默认使⽤哪种版本的编译器：
sudo update-alternatives --install /usr/bin/gcc gcc /usr/bin/gcc-5 40
sudo update-alternatives --install /usr/bin/gcc gcc /usr/bin/gcc-7 60
上⾯的数字40和60表⽰优先级，数值越⼤则优先级越⾼，系统优先选择作为默认的编译器。这⾥将gcc-7的优先级写为60，如此系统会将gcc链接到gcc-7，即使⽤较⾼版本的编译器作为默认。以后使⽤时可以采⽤如下命令更换系统默认的编译器版本：
sudo update-alternatives --config gcc
终端会在上述命令后列出编译器的所有版本，让你选择⼀种。所以之后都选择低版本的gcc，即gcc-5，其余的gfortran和g++都是同样的配置⽅法，将上述命令内的gcc替换即可，如此编译器就安装好了。补充说明：为了之后编译安装并⾏计算openmpi，还需要安装c++的相关package，否则后⽂编译openmpi时的configure环节会出现c++ preprocessor “/lib/cpp” fails sanity check等问题，因此最好再安uild-essential：可sudo apt-get install build-essential即可。
2.2 选择intel的编译器
Intel的编译器会使⽤Intel相应的数学库，因此如果采⽤intel芯⽚，使⽤intel编译器，计算效率会有所改善(特别是多核处理器)。如果要
使⽤intel的编译器以及并⾏环境，最好在ubuntu16.04进⾏，ubuntu18.04可能会出现⼀些问题。intel的并⾏编译包(包括c、Fortran等
编译器和并⾏环境以及库函数等)可在intel官⽹下载(需要官⽹注册，如果有学校edu邮箱，就可以免费得到序列号，不过需要等⼏天才能邮
件收到回复和下载链接以及序列号，所以需要提前注册。等收到邮件后就可以通过官⽹下载linux版本
的安装包⽂件
parallel_studio_xe_2018_update3_包，⼤⼩有4个G左右，包括编译器和mkl库和并⾏计算包等)，⽬前⽹上也有相
应的破解版(可直接百度搜索Intel Parallel Studio XE 2018)。终端内使⽤tar解压：
造型艺术的审美特征
tar -xzvf 压缩⽂件名
解压后进⼊⽂件内⽬录，直接在终端输⼊命令：
./install.sh
然后程序会引导你安装，过程中需要你输⼊邮件⾥的序列号，然后完全按照引导程序的提⽰安装即可。引导程序提⽰安装完成后需要配置，
主要是配置环境变量PATH和LD_LIBRARY_PATH，后者的配置⾮常重要。配置选择修改⽤户⽬录下的.bashrc⽂件：心理月刊
sudo vim ~/.bashrc
在⽂件后添加：
PATH=“/opt/intel/compilers_and_libraries_2018.3.222/linux/bin/intel64:/opt/intel/compilers_and_libraries_2018.3.222/linu
LD_LIBRARY_PATH=”/opt/intel/compilers_and_libraries_2018.3.222/compiler/include/intel64:/opt/intel/compilers_and_libraries_
补充：如果不⽤intel的编译器，但是⽤intel的芯⽚，为了进⼀步优化，可选择安装mkl库，这个可以直接下载，安装不需要序列号，同样会
引导安装，配置：
sudo vim ~/.bashrc
在⽂件最后添加：
PATH=“/opt/intel/bin:/opt/intel/mkl/bin:$PATH”
LD_LIBRAY_PATH=”/opt/intel/lib/intel64:/opt/intel/mkl/lib/intel64:$LD_LIBRARY_PATH”
但是要说明，这个mkl库和openmpi不太兼容，会出现⼀些错误，如果处理器核⼼⼤于8个，则⽤QE安装时如果在configure环节到使⽤
了mkl库，则之后make all后，利⽤openmpi做并⾏计算，计算时会发现mpirun -np的核数⽬⼤于8会出现段错误，这个原因可能和mkl版
本有关，所以提醒要注意。
3. 并⾏计算openmpi的安装
并⾏计算需要MPI，⽬前免费版本有openmpi，可在官⽹下载最新版本的openmpi，⽬前是openmpi3.1.，⽤tar 命令解压后进⼊
⽂件⽬录。注意，openmpi安装时所⽤编译器必须和之后QE安装时作⽤编译器⼀致。
3.1 采⽤gcc和gfortran编译器
解压openmpi压缩包后直接进⼊⽬录内，然后终端输⼊：
./configure --prefix=”指定的安装⽬录”
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如果不指定安装兖，则默认安装到/usr/local/openmpi。configure完成后，注意终端有⽆提⽰错误，没有错误，就可以编译和安装了，
终端输⼊：
make
没有错误，则继续在终端输⼊：
make install
如果指定⽬录不在⽤户⽬录下，需要sudo make install，openmpi在make和makeinstall时，即使⽤gcc和gfortran的⾼版本编译器，也
不会出现什么问题，但之后QE在make环节会出错，所以这⾥依旧采⽤低版本的编译器来编译安装。安装完成后进⾏配置(这⾥假设采⽤默
认路径安装)，依旧是修改⽤户⽬录下的.bashrc⽂件，添加：
PATH=“/usr/local/openmpi/bin:$PATH”
LD_LIBRAY_PATH=”/usr/local/openmpi/lib:$LD_LIBRAY_PATH”
配置完成后通过输⼊which mpirun来判断配置是否正确。
3.2⽤intel编译器编译安装
如果想要使⽤icc和ifort编译安装QE，则并⾏计算程序也要使⽤intel编译器编译安装，进⼊openmpi的⽬录：
./configure --prefix=”指定的安装⽬录” CC=icc CXX=icpc F77=ifort FC=ifort
虽然这时你是选择⽤intel的icc编译，但是如果你安装的gcc版本为7，或者系统默认使⽤的是⾼版本的gcc编译器，则configure环节会出错：can‘t find a C99 compiler, 提⽰在check icc⽀持C99的时候出现no；所以当你降低gcc的版本到5或者6，则configure可正常进⾏。之后和⽤gcc和gfortran⼀样，make，make install并且配置。
4. Quantum Espressor的安装
在QE的官⽹直接下载最新版的qe，⽬前最新版本为qe6.3。⽤tar命令解压后进⼊⽬录：
4.1使⽤gcc和gfortran
直接解压安装包后进⼊⽬录，在终端输⼊：
./configure
完成后注意观察有没有到并⾏环境(到最后会有：Parallel environment detected successfully)，然后观察到mkl库没有(注意，装了mkl后，计算可能会有问题，效率并未提⾼)，如果没有可以按照configure结束最后提⽰⽤LIBDIRS=“寻路径”重新配置，并且要观察configure最后有没有到并⾏环境，如果正常，可以make all或者输⼊make然后按照出来的列表，选择make PW等。注意，如果⽤的是⾼版本的gcc-7，gfortran-7，则configure会正常，但是make时会出现各种问题，表象依旧是can’t open module file ‘’等，或者recipe for ** failed 等提⽰。
4.2使⽤intel编译器
如果openmpi是使⽤intel的编译器编译，则直接默认：
./configure
就会使⽤ifort和icc编译器，可以注意终端内的提⽰。如果依旧使⽤的是gcc和gfortran，则可以⽤下述命令：
./configure CC=icc F77=ifort CXX=icpc F90=ifort
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如果终端未提⽰错误，并且到并⾏环境，就可以继续输⼊：
make
make all
输⼊make后会出现选项，可以选择需要安装的模块，如PW，PP等。安装完成后，主要检查安装⽬录内的bin内有⽆pw，pp等⽂件，然后配置路径名，但是要求检测到的并⾏计算软件也是⽤⼀致的编译器，如⽤openmpi，则openmpi也要⽤相应的编译器，也可直接使⽤parallel_studio_xe_2018_update3_包内的并⾏软件，只要在路径设置好，QE在configure时就会检测到。并⾏计算时，如果要判断⽤那种MPI，只需要which mpirun来判断。但是intel的mpirun使⽤时会有错误，所以最好还是使⽤openmpi。
5. 计算测试
测试使⽤某⼀slab计算⽂件，在i5-6500台式机上计算⽤时73min，发现不同编译器编译后的QE计算时间相差并不明显，但是在I9-7980XE平台上，⽤intel的编译器编译安装的QE计算需要12min，如果⽤GNU的编译器编译后需要23min，可见对于多核⽤intel编译器，效率改善⾮常明显。
补充：ABINIT的安装
abinit官⽹下载安装包，⽬前版本是abinit.8.3.，⽤tar解压后进⼊⽬录，abinit可以直接利⽤gcc等编译器的版本7，所以不必降低gcc的版本：
./configure --prefix="⽬录" –with-mpi-prefix="openmpi的⽬录" --enable-mpi='yes'
如果想要选择编译器，可以⽤FC和CC，配置没有问题后，可以make all install。
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