VASP编译安装教程

# 简介

VASP 全称 Vienna Ab-initio Simulation Package。它是维也纳大学 Hafner 小组开发的进行电子结构计算和量子力学-分子动力学模拟软件包。它是目前材料模拟和计算物质科学研究中最流行的商用软件之一。

官网地址：传送门 (opens new window)。

截止目前（2017.4.22）的最新版本：VASP5.4.4简介 (opens new window)。

下载：商业软件，需要购买版权。

# 编译环境

VASP是FOTRAN语言编写的程序，需要先编译，然后才能运行可执行程序。

因此，需要安装编译器：

以及MPI编译器（如果需要并行计算）：

以及CUDA编译环境（如果需要GPU加速）：

CUDA (opens new window)

安装neb版本需要下载额外的vtstcode：

Transition State Tools for VASP (opens new window)

# 编译方法

我们购买VASP后会得到它的源码包，例如vasp5.4.4.tar.gz。在此我们介绍在linux平台下使用 intel compiler 及 mpich 编译VASP的方法。

# 加载编译环境

不同的平台，编译器的安装及加载方式不同，在此给出最常见的加载方式：

# only on ln2 (192.168.2.4)
source /opt/intel2015/bin/compilervars.sh intel64
export PATH=/usr/local/mpi-intel2015/bin:$PATH
export LD_LIBRARY_PATH=/usr/local/mpi-intel2015/lib:$LD_LIBRARY_PATH

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# 安装包配置

假设安装包 vasp.5.4.4.tar.gz 存放在用户根目录下，我们进入根目录，解压缩安装包，并进入解压后的目录：

cd ~ 
tar zxvf vasp.5.4.4.tar.gz
cd vasp.5.4.4

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# 修改makefile文件

我们从arch文件夹拷贝一个配置文件到当前目录，然后根据当前系统环境进行适当修改。

cp  ./arch/makefile.include.linux_intel  makefile.include

简要分析makefile.include，说几个我们可能会修改的部分吧：

# 预处理配置参数CPP_OPTIONS

# Precompiler options                 
CPP_OPTIONS= -DHOST=\"LinuxIFC\"\
             -DMPI -DMPI_BLOCK=8000 \
             -Duse_collective \
             -DscaLAPACK \
             -DCACHE_SIZE=4000 \
             -Davoidalloc \
             -Duse_bse_te \
             -Dtbdyn \
             -Duse_shmem

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说明：

这部分是一些预编译选项，以前的版本中（5.3及以前），如果我们想让vasp支持自旋轨道耦合计算，就需要调整这个参数。但从5.4.1开始，默认情况下我们就可以编译出 std 、 ncl 及 gam 版本的vasp，所以暂时不需要手动修改了。

# 编译和链接命令参数

# 修改前
FC         = mpiifort
FCL        = mpiifort -mkl=sequential -lstdc++
# 修改后
FC         = mpif90
FCL        = mpif90  -mkl=sequential -lstdc++

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说明：

这部分是用来设定编译时候的编译器及链接参数。mpiifort是 Intel IMPI的命令，我们使用的是 mpich，所以这里需要修改一下，将以上两行中的mpiifort修改为mpif90

# 数学库参数

MKL_PATH   = $(MKLROOT)/lib/intel64
BLAS       =
LAPACK     =
BLACS      = -lmkl_blacs_intelmpi_lp64
SCALAPACK  = $(MKL_PATH)/libmkl_scalapack_lp64.a $(BLACS)

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说明

这部分是用来定义一些数学库的，BLAS/LAPACK之所以为空，是应为在“FCL”命令中，加入了“-mkl”这个参数，它会自动的链接所需的MKL库。特别要指出的是，在以前的vasp版本中，BLACS变量默认是“-lmkl_blacs_openmpi_lp64”，我们需要手动修改一下，改为“-lmkl_blacs_intelmpi_lp64”，现在就不用了。因此vasp5.4以后，编译变得简单了许多。

# 编译make

直接执行make即可。

make

编译成功后会在bin文件夹下生成三个可执行文件vasp_std、vasp_ncl及vasp_gam。

# 配置运行环境

每次运行 vasp 可执行程序时，需要我们配置可执行程序的路径，以及依赖的动态库路径，如果我们是在用户根目录下编译的vasp，那么运行前请执行：

# vasp
export PATH=$HOME/vasp.5.4.4/bin:$PATH # 这个目录可以依据实际目录调整
# intel 库环境
LUSTRE=`echo $HOME  | awk -F / '{print $2}'`
export LD_LIBRARY_PATH=/$LUSTRE/intel2015_lib:$LD_LIBRARY_PATH

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# 编译方法（简化脚本）

以上编译的步骤，我们可以写成一个脚本进行实现，你需要的做的是：

将源码包 vasp.5.4.4.tar.gz 和编译脚本make-vasp5.4.4-th1a.sh 放在统一目录下
执行 source make-vasp5.4.4-th1a.sh
等待直到编译完成（需要几十分钟）。

脚本内容就是上面介绍的几个步骤，只是用命令来实现的，建议把以下脚本内容保存为shell脚本，例如名为make-vasp5.4.4-th1a.sh，然后上传到集群目录，并执行脚本即可。

脚本内容如下：

#!/bin/bash
# filename : make-vasp5.4.4-th1a.sh
# 检查
if [ `hostname` != 'ln2' ];then
  echo "Intel compiler 2015 only on ln2, ip is 192.168.2.4"
  echo "Please ssh username@192.168.2.5 and try again"
  exit
fi

# 环境
LUSTRE=`echo $HOME  | awk -F / '{print $2}'`
# only on ln2 (192.168.2.4)
source /opt/intel2015/bin/compilervars.sh intel64
export PATH=/usr/local/mpi-intel2015/bin:$PATH
export LD_LIBRARY_PATH=/usr/local/mpi-intel2015/lib:$LD_LIBRARY_PATH

# vasp
tar zxvf vasp.5.4.4.tar.gz
cd vasp.5.4.4

# cp makefile.include
cp  arch/makefile.include.linux_intel  makefile.include 

# change makefile.include
sed -i "s/mpiifort/mpif90/" makefile.include

# make
time make 2>&1 |tee m.log

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# 运行

下面举例说明如何在天河超算平台下，通过 slurm 作业管理系统，提交vasp程序。

# 准备输入文件

准备一个输入文件，如用vasp的一个标准beachmark算例。

# 编写提交脚本

编写一个名为sub.sh的脚本文件，里面写：

#!/bin/bash
# 添加动态库
LUSTRE=`echo $HOME  | awk -F / '{print $2}'`
export LD_LIBRARY_PATH=/$LUSTRE/intel2015_lib:$LD_LIBRARY_PATH
# 运行算例
yhrun -N 2 -n 24 -p debug /path/to/vasp

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参数说明如下：

参数	含义
yhrun	slurm作业管理系统中，并行执行mpi程序的命令，类似mpirun
-N	任务所需的总节点数
-n	任务所需的总核数
-p	计算分区
/path/to/vasp_std	vasp_std可执行程序所在位置，请替换为实际的路径

vasp_std命令会自动寻找当前目录下的INCAR文件作为输入文件进行计算。

# 提交任务

使用yhbatch命令提交作业：

yhbatch -N 2 -n 24 -p debug sub.sh

# 查看结果

计算完成后会在默认的输出文件OUTCAR中生成结果文件，查看是否正确。

# 进阶

vasp的编译除了这些之外，还有几种其他的情况：

编译neb版本的vasp
编译gpu版本的vasp
编译只优化固定轴的vasp
编译支持wannier90的vasp
编译5.3.5及以前版本的vasp（修改makefile比较复杂）

这些内容如果有感兴趣的朋友可以联系我。

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