离线安装PySCF程序（1.5及更高版本）

本公众号之前已发过《离线安装PySCF程序》一文，可在“文章分类->软件教程->PySCF”中查看。当时的安装教程适用于PySCF 1.5之前的版本，而在1.5及之后，由于需要版本更高的xcfun库，若仍按前文安装会出现XC_PARTIAL_DERIVATIVES变量未定义等问题。现更新适用于PySCF 1.5及之后版本的安装教程。

本文安装环境：GCC版本4.8.5，MKL库来自Intel 2019 update 1，已事先装好Anaconda Python 3，撰写安装教程时所用的PySCF版本为1.5.4。安装较新的xcfun-master要求cmake版本不低于3.5。可用cmake --version查看当前cmake版本号，如果低于3.5需要先升级至符合要求（可直接至官网下载二进制版本）。

1. 下载电子积分库libcint，密度泛函库libxc和xcfun，及PySCF共4个压缩包

https://github.com/sunqm/libcint/tree/cint3
https://github.com/dftlibs/xcfun/tree/master
http://sunqm.net/pyscf/files/src/libxc-3.0.0.tar.gz
https://github.com/sunqm/pyscf

注意官方安装教程中的xcfun-stable-1.x.zip对于PySCF 1.5或更高版本已不再适用，需要去xcfun官网下载更新的xcfun-master。

解压：

unzip libcint-cint3.zip
unzip xcfun-master.zip
tar -zxvf libxc-3.0.0.tar.gz
unzip pyscf-master.zip
mv pyscf-master pyscf-1.5.4

最后一步也可以不改文件夹名称，纯粹是个人习惯。

2. 编译和安装libcint

cd libcint-cint3
mkdir build && cd build

cmake -DWITH_F12=1 \
-DWITH_RANGE_COULOMB=1 \
-DWITH_COULOMB_ERF=1 \
-DCMAKE_INSTALL_PREFIX:PATH=/home/$USER/software/cint_and_xc \
-DCMAKE_INSTALL_LIBDIR:PATH=lib ..

make && make install

‍注意：

（1）最后有个“..”，表示CMakeLists.txt在上级目录。

（2）反斜杠\表示续行符，将下一行连在一起，适用于参数太多一行写不完。

（3）安装路径

/home/$USER/software/cint_and_xc

是笔者的习惯，可以根据自己实际情况修改。后面要安装的libxc和xcfun库我们也要将其安装至此目录。最后安装PySCF时要用到该路径，里面有所需的库文件。

（4）这里的lib不需要写绝对路径。

3. 编译和安装libxc

cd libxc-3.0.0

./configure --prefix=/home/$USER/software/cint_and_xc \
--libdir=/home/$USER/software/cint_and_xc/lib \
--enable-shared --disable-fortran LIBS=-lm

make && make install

注意：

这里的libdir需要写绝对路径。这一步与官方的安装方式略有不同，官方需要建立build目录，此处笔者建议直接./configure；如果建了build再在build文件夹里../configure，会造成build里还有个build，然后两处文件依赖的情况。

4. 编译和安装xcfun

cd xcfun-master
mkdir build && cd build
 
cmake -DCMAKE_BUILD_TYPE=RELEASE \
-DBUILD_SHARED_LIBS=1 \
-DXC_MAX_ORDER=3 \
-DXCFUN_ENABLE_TESTS=0 \
-DCMAKE_INSTALL_PREFIX:PATH=/home/$USER/software/cint_and_xc \
-DCMAKE_INSTALL_LIBDIR:PATH=lib ..

make && make install

上述四步完成后，可以在

/home/$USER/software/cint_and_xc

下发现有bin、include、share和lib四个文件夹。

还需要做两件事：

（1）将lib路径添加进环境变量：

export LD_LIBRARY_PATH=/home/$USER/software/cint_and_xc/lib:$LD_LIBRARY_PATH

然后source使之生效。

（2）将include/XCFun/xcfun.h文件复制到 include/下。

5. 安装PySCF

cd pyscf-1.5.4/pyscf/lib

打开这里的CMakeLists.txt文件，找到第一个#set(BLAS_LIBRARIES一行，在此处删除注释符号“#”，更改mkl库路径为当前系统下的mkl路径，一般是

/opt/intel/compilers_and_libraries/linux/mkl/lib/intel64/

下面几行“or”部分不用动。在引号中-lmkl_avx后插入-lmkl_avx2 -lmkl_def。

mkdir build && cd build

cmake -DBUILD_LIBCINT=0 \
-DBUILD_LIBXC=0 -DBUILD_XCFUN=0 \
-DCMAKE_INSTALL_PREFIX:PATH=/home/$USER/software/cint_and_xc ..

make

安装完成后将PySCF的环境变量添加进~/.bashrc文件：

export PYTHONPATH=/home/$USER/software/pyscf-1.5.4:$PYTHONPATH

完成安装。安装包和解压出的文件夹都可以删除，只留下cint_and_xc和PySCF文件夹即可。

6. 运行简单例子

$ python
>>from pyscf import gto, scf
>>mol = gto.M(atom='H 0 0 0; H 0 0 1.2',basis='ccpvdz')
>>mf = scf.RHF(mol)
>>mf.kernel()

得到结果

converged SCF energy = -1.06111199785749

-1.0611119978574881

小数点第10位以后可能会有点差别，但是不重要，后面已经不是有效数字了。

7. 其他离线安装方式

有的同学直接把某个联网节点上装好的PySCF发送到未联网的节点上，有时会发现无法重新编译或者使用，原因一般有两点：（1）两节点上库环境、版本有差别；（2）两节点用户名不同和（或）安装目录不同。

解决方法：

进入pyscf/lib/build目录，先将除deps之外的目录和文件全部删除，接着将deps/src/下的 libxcfun-build目录删除，然后回到build目录里执行cmake ..和make即可。这样PySCF会认为几个库已经下载完毕，再次编译即可使用。

8. 更换C和C++编译器

安装PySCF时默认的编译器是gcc和g++，如果想用icc和icpc，可以打开pyscf/lib/CMakeLists.txt文件，在project一行上面插入两行

set(CMAKE_C_COMPILER icc的绝对路径)

set(CMAKE_CXX_COMPILER icpc的绝对路径)

设定好编译器路径即可。

9. 万一将来需要更新的库怎么办

打开pyscf/lib/CMakeLists.txt文件，搜索git，查看每个库对应的网址和版本号，它们就是在线安装时自动下载的版本，自己去下载与其一致的版本，发送到未联网的节点就行。

参考来源

https://sunqm.github.io/pyscf/install.html

更新日志

• Jan 25, 2020 minor revision
• Mar 4, 2019 初版