CESM 2.1.1 移植指南（CentOS 7.6）

MeteoAI

发布于 2020-12-22 15:17:08

2.8K0

发布于 2020-12-22 15:17:08

文章被收录于专栏：MeteoAIMeteoAI

CESM 2.1.1 移植指南（CentOS 7.6）

1 介绍

CESM是一个完全耦合的地球系统的数值模拟，由大气、海洋、冰、陆地表面、碳循环和其他组成部分组成。CESM包括一个气候模型，提供地球过去、现在和未来的模拟。CESM是CCSM的升级版，2010年，国家科学基金会（NSF）和美国能源部（DoE）的重要资金（NSF）和重要资金的全球动力学部门（CGD）在2010年发布了CESM1。

关于CESM的更多信息请访问CESM官网[1]。

语言：Fortran

一句话描述：地球系统模型。

开源协议：自定义开源协议。

建议使用版本为:CESM 2.1.1

2 环境要求

硬件要求:

CPU Kunpeng 920

软件要求：

CESM 2.1.1 https://github.com/ESCOMP/cesm/releases/tag/release-cesm2.1.1
OpenBLAS 0.3.6 https://github.com/xianyi/OpenBLAS/releases
HDF5 1.10.1 http://hdfgroup.org/HDF5/
PNETCDF 1.9.0 https://parallel-netcdf.github.io/wiki/Download.html
NETCDF 4.4.1.1 https://github.com/Unidata/netcdf-c/releases/tag/v4.4.1.1
NETCDF-F 4.4.1 https://github.com/Unidata/netcdf-fortran/releases/tag/v4.4.1

操作系统要求:

CentOS 7.6 https://www.centos.org/download/
Kernel 4.14.0-115.el7a.0.1 https://www.centos.org/download/

3 移植规划数据

本章节给出CESM软件在移植过程中涉及到的相关软件安装规划路径的用途及详细说明。

表移植规划数据

序号	软件安装规划路径	用途	说明
1	-	基础环境搭建中的各安装包安装路径。	参考《HPC解决方案基础环境搭建指导书》中“安装规划数据”章节。
2	/path/to/OPENBLAS	OpenBLAS的安装规划路径。	这里的安装规划路径只是一个举例说明，建议部署在共享路径中。现网需要根据实际情况调整，后续章节凡是遇到安装路径的命令，都以现网实际规划的安装路径为准进行替换，不再单独说明。
3	/path/to/HDF5	HDF5的安装规划路径。
4	/path/to/PNETCDF	Pnetcdf的安装规划路径。
5	/path/to/NETCDF	Netcdf的安装规划路径。
6	/path/to/CESM	CESM的安装规划路径。

4 配置编译环境

前提条件：使用SFTP工具将各安装包上传至服务器对应目录下。

配置流程：

表配置流程

序号	配置项	说明
1	基础环境搭建	参考《HPC解决方案基础环境搭建指导书》中“单机场景环境搭建”章节。
2	安装OpenBLAS	参考4.1 安装OpenBLAS。
3	安装HDF5	参考4.2 安装HDF5。
4	安装PNETCDF	参考4.3 安装PNETCDF。
5	安装NETCDF	参考4.4 安装NETCDF。
6	安装NETCDF-F	参考4.5 安装NETCDF-F。

4.1 安装OpenBLAS

操作步骤

步骤 1 使用PuTTY工具，以root用户登录服务器。
步骤 2 执行以下命令解压openblas安装包。

tar xvf OpenBLAS-0.3.6.tar.gz

cd OpenBLAS-0.3.6

步骤 4 执行以下命令进行配置。


export CC='which gcc

export CXX='which g++

export FC='which gfortran

步骤 5 执行以下命令进行编译安装。

make

make PREFIX=/path/to/OPENBLAS install

----结束

4.2 安装HDF5

操作步骤

步骤 1 使用PuTTY工具，以root用户登录服务器。
步骤 2 执行以下命令解压hdf5安装包。

tar -xvf hdf5-1.10.1.tar.gz

cd hdf5-1.10.1

步骤 4 执行以下命令设置编译前环境。

export MPICC=mpicc

export MPICXX=mpicxx

export MPIFC=mpifort

步骤 5 执行以下命令进行配置。

./configure --prefix=/path/to/HDF5  --build=aarch64-unknown-linux-gnu --enable-fortran --enable-static=yes --enable-parallel --enable-shared CC=$MPICC CXX=$MPICXX FC=$MPIFC F77=$MPIFC

步骤 6执行以下命令进行编译安装。

make -j 16

make install

----结束

4.3 安装PNETCDF

操作步骤

步骤 1 使用PuTTY工具，以root用户登录服务器。
步骤 2 执行以下命令解压Pnetcdf安装包。

tar -xvf parallel-netcdf-1.9.0.tar.bz2

cd parallel-netcdf-1.9.0

步骤 4 执行以下命令设置编译前环境。

export MPICC=mpicc

export MPICXX=mpicxx

export MPIFC=mpifort

步骤 5 执行以下命令进行配置。

步骤 6 执行以下命令进行编译安装。

make -j 16

make install

----结束

4.4 安装NETCDF

操作步骤

步骤 1 使用PuTTY工具，以root用户登录服务器。
步骤 2 执行以下命令解压Netcdf安装包。

tar -xvf netcdf-4.4.1.1.tar.gz

cd netcdf-4.4.1.1

步骤 4 执行以下命令设置编译前环境。

export MPICC=mpicc

export MPICXX=mpicxx

export MPIFC=mpifort

export CPPFLAGS="-I/path/to/HDF5/include -I/path/to/PNETCDF/include"

export LDFLAGS="-L/path/to/HDF5/lib -L/path/to/PNETCDF/lib -Wl,-rpath=/path/to/HDF5/lib -Wl,-rpath=/path/to/PNETCDF/lib"

export CFLAGS="-L/path/to/HDF5/lib -L/path/to/PNETCDF/lib -I/path/to/HDF5/include -I/path/to/PNETCDF/include"

步骤 5 执行以下命令进行配置。

./configure --prefix=/path/to/NETCDF --build=aarch64-unknown-linux-gnu --enable-shared --enable-netcdf-4 --enable-dap --with-pic --disable-doxygen --enable-static --enable-pnetcdf --enable-largefile CC=$MPICC CXX=$MPICXX FC=$MPIFC F77=$MPIFC

步骤 6 执行以下命令进行编译安装。

make -j 16

make install

----结束

4.5 安装NETCDF-F

操作步骤

步骤 1 使用PuTTY工具，以root用户登录服务器。
步骤 2 执行以下命令解压Netcdf-fortran安装包。

tar -xvf netcdf-fortran-4.4.1.tar.gz

cd netcdf-fortran-4.4.1

步骤 4 执行以下命令设置编译前环境。

export MPICC=mpicc

export MPICXX=mpicxx

export MPIFC=mpifort

export CPPFLAGS="-I/path/to/HDF5/include -I/path/to/NETCDF/include"

export LDFLAGS="-L/path/to/HDF5/lib -L/path/to/NETCDF/lib -Wl,-rpath=/path/to/HDF5/lib -Wl,-rpath=/path/to/NETCDF/lib"

export CFLAGS="-L/path/to/HDF5/lib -L/path/to/NETCDF/lib -I/path/to/HDF5/include -I/path/to/NETCDF/include"

export CXXFLAGS="-L/path/to/HDF5/lib -L/path/to/NETCDF/lib -I/path/to/HDF5/include -I/path/to/NETCDF/include"

export FCFLAGS="-L/path/to/HDF5/lib -L/path/to/NETCDF/lib -I/path/to/HDF5/include -I/path/to/NETCDF/include"

步骤 5 执行以下命令进行配置。

./configure --prefix=/path/to/NETCDF  --build=aarch64-unknown-linux-gnu --enable-shared --with-pic --disable-doxygen --enable-largefile --enable-static CC=$MPICC CXX=$MPICXX FC=$MPIFC F77=$MPIFC

步骤 6 执行以下命令进行编译安装。

make -j 16

make install

步骤 7 执行以下命令清空编译参数。

unset CC CXX FC F77 CPPFLAGS LDFLAGS CFLAGS CXXFLAGS FCFLAGS

----结束

5 获取源码

操作步骤

步骤 1 下载CESM安装包“cesm-release-cesm2.1.1.tar.gz”。

下载地址：https://github.com/ESCOMP/CESM/tags?after=cesm2.1-nemo.v01。

步骤 2 使用SFTP工具将CESM安装包上传至服务器“/path/to/CESM”目录。

----结束

6 编译和安装

前提条件:配置外部网络，使服务器可以接入Internet网络。

操作步骤

步骤 1 使用PuTTY工具，以root用户登录服务器。
步骤 2 执行以下命令解压CESM安装包，并且进入解压后的目录。

tar -xvf cesm-release-cesm2.1.1.tar.gz

cd cesm-release-cesm2.1.1

步骤 3 执行以下命令安装environment-modules，git和svn。

yum install git svn environment-modules -y

步骤 4 执行以下命令添加验证信息。

svn ls https://svn-ccsm-models.cgd.ucar.edu/ww3/release_tags

步骤 5 执行以下命令安装CESM其他组件。

``./manage_externals/checkout_externals`

步骤 6 执行以下命令检查组件安装情况，显示如下信息表示正常。

./manage_externals/checkout_externals -S

Processing externals description file : Externals.cfg
Processing externals description file : Externals_CLM.cfg
Processing externals description file : Externals_POP.cfg
Processing externals description file : Externals_CISM.cfg
Checking status of externals: clm, fates, ptclm, mosart, ww3, cime, cice, pop, cvmix, marbl, cism, source_cism, rtm, cam,
./cime
./components/cam
./components/cice
./components/cism
./components/cism/source_cism
./components/clm
./components/clm/src/fates
./components/clm/tools/PTCLM
./components/mosart
./components/pop
./components/pop/externals/CVMix
./components/pop/externals/MARBL
./components/rtm
./components/ww3

步骤 7 执行以下命令修改“config_machines.xml”文件。

1.vi cime/config/cesm/machines/config_machines.xml

2.按“i”进入编辑模式，修改“config_machines.xml”文件的第153，170，171和176行，注意粗体部分。

153  <NODENAME_REGEX>node1</NODENAME_REGEX>
170  <MAX_TASKS_PER_NODE>96</MAX_TASKS_PER_NODE>
171  <MAX_MPITASKS_PER_NODE>96</MAX_MPITASKS_PER_NODE>
176  <arg name="ntasks"> --allow-run-as-root --mca btl ^openib  -np {{ total_tasks }} </arg>

3.按“Esc”键，输入:wq!，按“Enter”保存并退出编辑。

----结束

7 运行和验证

操作步骤

步骤 1 使用PuTTY工具，以root用户登录服务器。
步骤 2 执行以下命令进入工作目录。

cd /path/to/CESM/cesm-release-cesm2.1.1/cime/scripts

步骤 3 执行以下命令创建算例。

./create_newcase --case mycase --compset X --res f19_g16

步骤 4 执行以下命令下载输入数据。

cd mycase

./check_case

./check_input_data --download

步骤 5 执行以下命令加载环境变量。

export PATH=/path/to/GNU/bin:/path/to/OPENMPI/bin:$PATH

export LD_LIBRARY_PATH=/path/to/GNU/lib64:/path/to/OPENMPI/lib:/path/to/OPENBLAS/lib:/path/to/HDF5/lib:/path/to/PNETCDF/lib:/path/to/NETCDF/lib:$LD_LIBRARY_PATH

export NETCDF_PATH=/path/to/NETCDF/bin