如何在Cray XC30及XC30 MPP系统上编译CASTEP 18.1及并行运行版本？

我在Cray XC30上折腾过好几次CASTEP 18.1的编译，踩了不少坑，总结出一套稳定的步骤，不管是串行还是并行MPP版本都适用，分享给你：

一、前期准备工作 #

• 先拿到官方授权的CASTEP 18.1源码包，解压到你的工作目录：

  tar zxvf castep-18.1.tar.gz && cd castep-18.1
  

• 确认Cray XC30的环境模块加载正确：先执行module list查看已加载模块，确保PrgEnv-cray和libsci在列表里。如果没有，先清空冲突模块再加载基础环境：

  module purge
  module load PrgEnv-cray libsci
  

  Cray的libsci已经包含了BLAS、LAPACK和FFTW这些CASTEP依赖的数学库，不用再单独安装。

二、配置编译架构文件 #

CASTEP的编译依赖arch目录下的架构配置文件，我们可以基于Cray模板修改，或者直接新建适配XC30的配置：

1. 进入arch目录：cd arch
2. 复制现有Cray配置作为基础（如果没有就直接新建）：

   cp cray_xc30.mk my_cray_xc30.mk
   

3. 编辑my_cray_xc30.mk，核心配置如下（注释里写了关键说明）：

   # 通信架构：mpi对应并行MPP版本，serial对应串行版本
   COMMS_ARCH := mpi
   # Cray的编译器包装器，自动链接MPI和系统库，省了手动配置路径的麻烦
   CC := cc
   FC := ftn
   F90 := ftn
   LD := ftn
   # 编译优化选项，O3是最高级别优化，DNDEBUG关闭调试信息提升性能
   COPTFLAGS := -O3 -DNDEBUG
   FOPTFLAGS := -O3 -DNDEBUG -ffree-line-length-none
   LDOPTS := -O3
   # 链接Cray科学库，libsci_gnu是兼容GNU环境的版本
   LIBBLAS := -lsci_gnu
   LIBLAPACK := -lsci_gnu
   LIBFFT := -lfftw3
   # 指定模块和目标文件的存放目录
   MODULE_DIR := modules
   OBJECT_DIR := objects
   

   如果要编译串行版本，只需要把COMMS_ARCH := mpi改成COMMS_ARCH := serial就行。

三、开始编译 #

回到CASTEP根目录，执行编译命令：

1. 先清理之前的编译残留（如果有的话）：

   make clean
   

2. 并行编译主程序，-j后面的数字是编译线程数，根据节点CPU核心数调整（XC30一般每个节点16/32核，用-j16效率很高）：

   make -j16 ARCH=my_cray_xc30
   

3. 编译完成后，可执行程序会生成在bin目录下：并行版本是castep.mpi，串行版本是castep.serial。

四、验证并行运行 #

找一个CASTEP自带的测试用例（比如test目录下的Si2例子），用Cray的srun命令提交并行任务：

# 假设你已经把Si2的输入文件复制到当前目录
srun -n 16 ./bin/castep.mpi Si2

-n 16指定用16个MPI进程运行。运行结束后查看Si2.castep输出文件，如果最后出现Total time的统计信息，没有报错，就说明编译成功了。

五、常见坑点提醒 #

• 如果编译时出现链接错误，大概率是模块加载冲突，先执行module purge再重新加载PrgEnv-cray和libsci试试。
• 确保源码包完整，不要遗漏src和arch目录下的任何文件，否则会出现找不到模块的错误。
• 如果你的XC30配置了GPU，想要编译GPU加速版本，需要额外加载cudatoolkit模块，并在架构配置文件中添加GPU相关编译选项，不过CASTEP 18.1对Cray GPU的支持有限，建议先把CPU版本跑通再尝试。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者AndyT