如何在ARM平台编译NAMD

淡淡的烟草味﹌ 2022-05-16 13:56 319阅读 0赞

## 简介 ##

NAMD是一种平行分子动力学代码，设计用于大型生物分子系统的高性能模拟。 利用Charm ++并行编程框架，NAMD可以扩展到几个核心，用于典型的仿真，超过500,000个核心，用于最大的仿真。

使用此系统编写的程序在具有或不具有共享内存的MIMD计算机上运行不变。 它提供了高级机制和策略，以促进开发甚至高度复杂的并行应用程序的任务。

有关Charm ++或NAMD的更多信息，请分别访问 [Charm++][Charm] 或 [NAMD][] 网站。

## 版本信息 ##

这些说明着重于为多节点，多核平台构建NAMD。出于此构建的目的，使用以下组件：

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>组件</th> 
   <th>版本</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>NAMD</td> 
   <td>Version 2.12</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Charm++</td> 
   <td>Version 6.7.1</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>GNU Compiler</td> 
   <td>Version 4.9.3</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>MPICH</td> 
   <td>Version 3.2.1</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

## 编译器配置 ##

# GNU COMPILER
    export PATH=/usr/local/bin:$PATH
    export LD_LIBRARY_PATH=/usr/local/bin:$LD_LIBRARY_PATH
    
    # MPI
    export PATH=/usr/local/mpi3/bin:$PATH
    export LD_LIBRARY_PATH=/usr/local/mpi3/lib:$LD_LIBRARY_PATH
    
    # environment
    export CC=gcc
    export CXX=g++
    export FC=gfortran

## 下载源码包 ##

BUILD_DIR=~/NAMD
    cd $BUILD_DIR
    wget http://www.ks.uiuc.edu/Research/namd/2.12/download/832164/NAMD_2.12_Source.tar.gz 
    tar -xf NAMD_2.12_Source.tar.gz
    cd NAMD_2.12_Source

## 构建和安装Charm ##

CHARMARCH=mpi-linux-aarch64
    tar xvf charm-6.7.1.tar
    cd charm-6.7.1
    cd src/arch
    mkdir $CHARMARCH
    cp mpi-linux/conv-mach.* $CHARMARCH 
    cd $CHARMARCH
    
    sed -i "s/i386-gcc/generic64-light/" conv-mach.sh
    sed -i "/#endif/i #define CMK_64BIT 1" conv-mach.h
    
    cd ../../..
    
    # build
    ./build charm++ $CHARMARCH --with-production -j8
    cd ..

> 说明：因为针对ARM64，没有现成的ARCH配置，故自己拷贝一个类似的，然后修改。编译过程大约几分钟。

## 构建和安装NAMD ##

### 配置FFTW库（使用官方的版本） ###

下载FFTW库

wget http://www.ks.uiuc.edu/Research/namd/libraries/fftw-linux-arm64.tar.gz 
    tar xvf fftw-linux-arm64.tar.gz

也可以手动下载源码，并拷贝到NAMD解压后的目录。

sed -i "s%\$(HOME)%`pwd`%" arch/Linux-ARM64.tcl

如果系统中已安装了fftw库，也可以直接使用，例如自己手动修改配置文件 `arch/Linux-ARM64.tcl` ，改为以下内容：

FFTDIR=/usr/local/fftw
    FFTINCL=-I$(FFTDIR)/include
    FFTLIB=-L$(FFTDIR)/lib -lfftw3f 
    FFTFLAGS=-DNAMD_FFTW -DNAMD_FFTW_3
    FFT=$(FFTINCL) $(FFTFLAGS)

说明：FFTWDIR=/usr/local/fftw，指的是fftw库安装的根目录，请修改为自己的目录。

### 配置TCL库的变量 ###

下载TCL库

wget http://www.ks.uiuc.edu/Research/namd/libraries/tcl8.5.9-linux-arm64-threaded.tar.gz
    tar xvf tcl8.5.9-linux-arm64-threaded.tar.gz

也可以手动下载源码，并拷贝到NAMD解压后的目录。

修改配置文件：

sed -i "s%\$(HOME)%`pwd`%" arch/Linux-ARM64.tcl

### 配置NAMD ARCH的变量 ###

sed -i "s/multicore-arm7/mpi-linux-aarch64/" arch/Linux-ARM64-g++.arch

### 编译NAMD ###

./config  Linux-ARM64-g++ --charm-arch mpi-linux-aarch64 \
     --with-fftw --with-tcl
    cd Linux-ARM64-g++
    time make -j8 2>&1 | tee m.log
    cd ..

编译过程大约几分钟。

### 配置运行环境 ###

安装后的NAMD可以将其拷贝到目标目录，并设置PATH路径

INSTALL_DIR=$HOME/software/namd/2.12
    mkdir -p $INSTALL_DIR
    cp Linux-ARM64-g++/charmrun $INSTALL_DIR
    cp Linux-ARM64-g++/namd2 $INSTALL_DIR
    export PATH=$INSTALL_DIR:$PATH

## 测试 ##

The Apoa1 example is a standard NAMD cross-platform benchmark. For more information on the Apoa1 example, see the NAMD website.

wget http://www.ks.uiuc.edu/Research/namd/utilities/apoa1.tar.gz
    tar -xf apoa1.tar.gz
    mpirun -np 16 namd2  apoa1/apoa1.namd

## 更多 ##

1.  [官网关于单节点多核版本的安装说明][Link 1]
2.  有关NAMD的更多信息，请访问 [NAMD][] 官网。
3.  关于ARM平台应用程序移植和优化，请访问 [Mr.ZhengGang][]。

[Charm]: http://charm.cs.illinois.edu/index
[NAMD]: http://www.ks.uiuc.edu/Research/namd/
[Link 1]: https://developer.arm.com/products/software-development-tools/hpc/resources/porting-and-tuning/building-namd-with-arm-compiler
[Mr.ZhengGang]: http://www.mrzhenggang.com