编译 DCore

这段时间一直没怎么写关于科学计算的文章，一方面是懒，第二方面是因为没做出什么东西（也是懒）。现在要监督自己，去写点学到的知识和理解。

最近老师让我去了解一下 DMFT 方法，并尝试利用这个方法计算一下 $$VO_2$$ 体系。

这个方法的理论，有点难度，就先讲讲软件吧。这个软件是用 Python 写的，最近更新了 2.0 版本。这里来记录一下软件的安装过程，以免自己遗忘。

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软件的 GitHub 主页：[地址](https://github.com/issp-center-dev/DCore)

## 依赖

根据 [教程](https://issp-center-dev.github.io/DCore/master/install.html)，我们先来整理一下这个软件的依赖，看看需要哪些东西才能开始编译。

- 首先我们需要安装 [TRIQS](https://triqs.github.io/triqs) 和 [DFTTools/TRIQS](https://triqs.github.io/dft_tools)。
- 接着需要一个杂质求解器，我选择了 [ALPS/CT-HYB](https://github.com/ALPSCore/CT-HYB)。因为 DCore 在开发的时候就用的这个。

## 安装

让我们先创建一个新的文件夹来存放各种依赖。

```bash
mkdir -p deps && cd deps
```

接着就可以开始安装各种依赖。

### [TRIQS](https://github.com/TRIQS/triqs)

首先需要安装编译它所需要的依赖

```bash
sudo apt-get install cmake g++ gfortran git hdf5-tools \
     libblas-dev libboost-all-dev libfftw3-dev libgfortran3 \
     libhdf5-serial-dev libgmp-dev liblapack-dev libopenmpi-dev \
     python-dev python-h5py python-jinja2 python-mako python-matplotlib \
     python-mpi4py python-numpy python-scipy python-tornado python-zmq
```

在 `deps` 文件夹内创建 `install_triqs.sh` 文件，并填入以下内容。

```bash
#!/bin/bash

# 下载源代码并解压
curl -Lo triqs-2.1.1.tar.gz https://github.com/TRIQS/triqs/archive/2.1.1.tar.gz
tar zxvf triqs-2.1.1.tar.gz

# 设置安装目录
INSTALL_PREFIX=$(pwd)/triqs

# 设置编译所用的核心数
NCORES=6

# 用 cmake 配置编译步骤
mkdir -p triqs.build && cd triqs.build
cmake ../triqs-2.1.1 -DCMAKE_INSTALL_PREFIX=$INSTALL_PREFIX

# 编译，测试和安装
make -j$NCORES && make test && make install
cd ../
```

运行此脚本即可完成 `triqs` 的安装。

### [DFTTools/TRIQS](https://github.com/TRIQS/dft_tools)

同样的，创建一个 `install_DFTTools.sh` 文件，填入以下内容，并运行。

```bash
#!/bin/bash

# 下载源代码并解压
curl -Lo dft_tools-2.1.0.tar.gz https://github.com/TRIQS/dft_tools/archive/2.1.0.tar.gz
tar zxvf dft_tools-2.1.0.tar.gz

# 设置 Triqs 目录位置
TRIQS_PATH=$(pwd)/triqs

# 设置编译所用的核心数
NCORES=6

# 用 cmake 配置编译步骤
mkdir -p dft_tools.build && cd dft_tools.build
source $TRIQS_PATH/share/triqsvars.sh
cmake -DTRIQS_PATH=$TRIQS_PATH ../dft_tools-2.1.0

# 编译，测试和安装
make -j$NCORES && make test && make install
cd ../
```

### [ALPSCore](https://github.com/ALPSCore/ALPSCore)

在安装 `CT-HYB` 之前需要先安装 `ALPSCore`。

同上，创建一个 `install_ALPSCore.sh` 文件，填入以下内容，并运行。

```bash
#!/bin/bash

# 下载源代码并解压
curl -Lo alpscore-v2.2.0.tar.gz https://github.com/ALPSCore/ALPSCore/archive/v2.2.0.tar.gz
tar zxvf alpscore-v2.2.0.tar.gz

# 设置 ALPSCore 安装位置
INSTALL_PREFIX=$(pwd)/ALPSCore

# 设置编译所用的核心数
NCORES=6

# 用 cmake 配置编译步骤
mkdir -p ALPSCore.build && cd ALPSCore.build
cmake ../ALPSCore-2.2.0 -DALPS_INSTALL_EIGEN=yes -DCMAKE_INSTALL_PREFIX=$INSTALL_PREFIX

# 编译，测试和安装
make -j$NCORES && make test && make install
cd ../
```

### [ALPS/CT-HYB](https://github.com/ALPSCore/CT-HYB)

接下来就可以安装杂质求解器，创建一个 `install_CT-HYB.sh` 文件，之后同上:joy:。

```bash
#!/bin/bash

# 下载源代码并解压
curl -Lo ct-hyb-v1.0.3.tar.gz https://github.com/ALPSCore/CT-HYB/archive/v1.0.3.tar.gz
tar zxvf ct-hyb-v1.0.3.tar.gz

# 设置 ALPSCore 目录位置
ALPSCore_PATH=$(pwd)/ALPSCore/share/ALPSCore

# 设置 CT-HYB 安装位置
INSTALL_PREFIX=$(pwd)/CT-HYB

# 设置编译所用的核心数
NCORES=6

# 用 cmake 配置编译步骤
mkdir -p CT-HYB.build && cd CT-HYB.build
cmake -DALPSCore_DIR=$ALPSCore_PATH -DCMAKE_INSTALL_PREFIX=$INSTALL_PREFIX ../CT-HYB-1.0.3

# 编译，测试和安装
make -j$NCORES && make test && make install
cd ../
```

### [DCore](https://github.com/issp-center-dev/DCore)

准备工作都搞定了，正式开始编译 `DCore`。

创建一个 `install_DCore.sh` 文件。

```bash
#!/bin/bash

# 下载源代码并解压
curl -Lo dcore-v2.0.1.tar.gz https://github.com/issp-center-dev/DCore/archive/v2.0.1.tar.gz
tar zxvf dcore-v2.0.1.tar.gz

# 设置 DCore 安装目录
INSTALL_PREFIX=$(pwd)/install

# 设置 Triqs 目录位置
TRIQS_PATH=$(pwd)/deps/triqs

# 用 cmake 配置编译步骤
mkdir -p build && cd build
source $TRIQS_PATH/share/triqsvars.sh
cmake -DTRIQS_PATH=$TRIQS_PATH ../DCore-2.0.1 -DCMAKE_INSTALL_PREFIX=$INSTALL_PREFIX

# 编译，测试和安装
make && make test && make install
cd ../
```

在编译完成之后，测试的过程中也许你会发现 `Dcore` 自带的 11 个测试全部都失败了。这是因为你的 `Python` 缺少了 `enum` 这个包。

```bash
pip install enum34
```

安装之后一切就将恢复正常。

恭喜你，到此就完成了整个软件的编译。

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## 一些技巧

在编译完成之后的测试中

```shell
# 这样能显示测试时报错的输出
env CTEST_OUTPUT_ON_FAILURE=1 make test
```

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## 在超算上安装

超算上因为没有 root 权限，所以缺少的库都需要自己去编译。并且要特别注意环境变量的设置，不然就没法找到对应的文件。

安装 Triqs 需要一下的库：

- GMP
- BLAS 和 LAPACK
- FFTW

### [GMP](https://gmplib.org/)

```bash
./configure --prefix=$HOME/hmy/build/DCore/deps/gmp --enable-cxx
make -j6 && make check && make install
```

添加环境变量

```bash
# GMP
export LD_LIBRARY_PATH=$HOME/hmy/build/DCore/deps/gmp/lib:$LD_LIBRARY_PATH
export CPATH=$HOME/hmy/build/DCore/deps/gmp/include:$CPATH
```

### [OpenBLAS](http://www.openblas.net/)

```bash
make -j6
make install PREFIX=$HOME/hmy/build/DCore/deps/openblas
```

添加环境变量

```bash
# OpenBLAS
export LD_LIBRARY_PATH=$HOME/hmy/build/DCore/deps/openblas/lib:$LD_LIBRARY_PATH
export CPATH=$HOME/hmy/build/DCore/deps/openblas/include:$CPATH
```

### [FFTW](http://www.fftw.org/)

```bash
./configure --enable-mpi --enable-shared --prefix=$HOME/hmy/build/DCore/deps/fftw
make -j6 && make check && make install
```

添加环境变量

```bash
# FFTW
export PATH=$HOME/hmy/build/DCore/deps/fftw/bin:$PATH
export LD_LIBRARY_PATH=$HOME/hmy/build/DCore/deps/fftw/lib:$LD_LIBRARY_PATH
export CPATH=$HOME/hmy/build/DCore/deps/fftw/include:$CPATH
```

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