GAMESS简易编译教程
GAMESS是一款历史悠久、免费开源的量子化学软件，现今最流行的分支是GAMESS-US（下文简称GAMESS），该程序的最新版可在量化大佬Mark Gordon课题组主页
https://www.msg.chem.iastate.edu/gamess/download.html上申请，同意协议、填写邮箱等信息后一两天内会收到下载链接、账户名和下载密码。若想要以往版本的GAMESS，可在计算化学公社论坛这个帖子里直接获取
http://bbs.keinsci.com/thread-727-1-1.html本公众号前期介绍过GAMESS的安装过程，见《GAMESS编译教程》，其中的安装步骤仍适用于这几年乃至最新的GAMESS 2021 R1。以前笔者也是一直按照前述教程编译的，但今天无意中注意到（后知后觉），GAMESS早已从2019 R1版本开始有了更简洁、省时的编译方式。
主要的变化是以前使用compall脚本进行编译，只支持单核串行编译，编译过程需要至少20 min（这还不考虑编译各种自带库），而现在可以采用make -j并行编译，16核编译仅需不到2分钟。因此有必要重新介绍该程序的安装步骤。本文以撰写时最新的2021 R1为例展示安装过程，也适用于2019 R1至今的版本。至于比2019 R1更旧的GAMESS版本，读者仍应按照《GAMESS编译教程》来编译。
1.解压
tar -zxf gamess-current.tar.gz2.进入gamess目录，执行./config进行配置
这一步交互式地选择配置信息，无论对新版、旧版GAMESS都是需要的，为了本文的完整性，这里也展示一下
（1）按Enter键
（2）填写linux64后按Enter
（3）设置安装路径，笔者解压前已放到自己想安装的位置，直接按Enter
（4）按Enter
（5）设置可执行程序版本号，一般就用默认的00，直接按Enter即可。最后编译完后会生成gamess.00.x可执行文件
（6）选择编译器，填ifort（这也是绝大多数人的选择），然后按Enter确认。如果没装Intel编译器，可以阅读《Linux下安装Intel oneAPI》
（7）填写ifort版本号，笔者用的是Intel 2019，因此写19；若读者安装的是Intel oneAPI 2021，可以填21。然后按Enter
（8）按Enter
（9）选择数学库类型，填mkl（这也是绝大多数人的选择），然后按Enter确认
（10）填写数学库路径。一般来说只要Intel编译器正确安装、写好了环境变量，此时屏幕上就会显示MKL路径（在Found:后面），直接复制粘贴一下即可
（11）填proceed，按Enter
（12）按Enter
（13）选择并行类型，笔者习惯使用sockets
（14）有三个库可选，依次填3个no
最后GAMESS会询问是否安装3个库，笔者都不用上，因此全都选no。这一步配置的作用是产生Makefile和install.info两个文件。如果有GAMESS老玩家，直接从已装好GAMESS的机器上把这两个文件拷过来应该也是可以的。
3.编译
从这里开始与旧版不同，有很大简化。依次执行如下3行即可
make ddi
make modules
make -j16旧版的编译里，需要用户手动去移动ddikick.x文件，如今执行make ddi后它直接就在合适的目录下。make modules其实就是编译Fortran代码的各种module，这些通常会被多个代码文件共享，因此在最终的多核并行编译前，需要先编译module。最后的16是笔者机子上的核数，读者请根据自己实际情况修改。旧版要手动执行/.lked链接成gamess.00.x，现今也不需要了。
4.修改rungms脚本
rungms脚本就在gamess/目录下，只需修改这个文件中的如下三行为自己的实际路径
set SCR=/scratch/jxzou/gamess
set USERSCR=/scratch/jxzou/gamess
set GMSPATH=/home/jxzou/software/gamess为方便以后在任意目录下都能简易运行rungms脚本，可以在自己的~/.bashrc文件里设置以下任一种环境变量
export GMS=/home/jxzou/software/gamess/rungms
alias gms='/home/jxzou/software/gamess/rungms'挑一种设置即可，注意别把这两行误写进rungms脚本。这样以后使用$GMS或gms即代表rungms脚本。
5.测试
测试自带示例，运行
./runall 00数字00是我们之前填写的版本号，约5 min测试完成。若不到30 s就结束了，可以随便打开一个如exam01.log文件查看结尾的报错信息，通常是用户在上述安装过程中某一步不小心弄错了。
在当前目录下，执行
./tests/standard/checktst注意一开始有个点号。此即检查上述测试结果是否正常。笔者机子上48个例子全都能通过。可以将这48个log文件以及上述USERSCR目录下的一堆临时文件全部删除。若想单独测试rungms脚本，可以到tests/standard/下找个文件尝试，以exam01.inp文件为例，运行格式为
$GMS exam01.inp 00 2 >& exam01.gms &此处我们假设在第4步中已经设置了$GMS环境变量。00即为版本号，2代表并行核数，可以根据自己的需求修改。对于Ubuntu系统的用户，上述格式可能会报错，可以改为
$GMS exam01.inp 00 2 >exam01.gms 2>&1 &顺带一提，GAMESS程序手册就是gamess/目录里那些docs-开头的txt文件。如果嫌看得累，可以复制到本地转成PDF格式再阅读。
6.从Gaussian传轨道给GAMESS
我们算一个略有挑战性的体系，高锰酸根负离子MnO4-，在UHF/aug-cc-pVDZ水平算个单点，先给出高斯输入文件
%chk=MnO4-_aug-cc-pVDZ_uhf.chk
%mem=96GB
%nprocshared=48
#p UHF/aug-cc-pVDZ nosymm int=nobasistransform guess=mix stable=opt
title
-1 1
Mn 0.00000000 0.00000000 0.00000000
O 0.00000000 0.00000000 1.60200000
O 1.51038009 0.00000000 -0.53400000
O -0.75519005 1.30802752 -0.53400000
O -0.75519005 -1.30802752 -0.53400000
算完后依次执行
formchk MnO4-_aug-cc-pVDZ_uhf.chk MnO4-_aug-cc-pVDZ_uhf.fch
fch2inp MnO4-_aug-cc-pVDZ_uhf.fch即可生成GAMESS的inp输入文件，内含关键词、坐标、基组和轨道信息。formchk是高斯自带的小程序；而fch2inp是笔者开发的MOKIT中的一个小程序，功能是从高斯向GAMESS传轨道，进一步了解可以阅读《自动做多参考态计算的程序MOKIT》。关键词nosymm int=nobasistransform是为保证传轨道的正确性写的，若不传轨道，则不用写这两个关键词。
如果要用DFT的话用户需要自己添加泛函名称，而此处我们用的是UHF，不需要修改自动生成的文件。提交给GAMESS做计算，即运行
$GMS MnO4-_aug-cc-pVDZ_uhf.inp 00 16 >& MnO4-_aug-cc-pVDZ_uhf.gms &结果如下
立即就收敛了，说明传的轨道十分准确。而这个例子用GAMESS算会面临2个困难：
（1）GAMESS内置基组对Mn支持aug-cc-pVTZ，却不支持aug-cc-pVDZ。
（2）即使用户使用自定义基组，由于GAMESS的SCF收敛性远不如高斯，能量会以几十、上百Hartree地振荡，最终不收敛。
当然，换成aug-cc-pVTZ就更难算了。这个例子展示了当我们在GAMESS中碰到SCF不收敛时，除了去翻程序手册添加帮助收敛的关键词外，还可直接用fch2inp小程序从高斯fch文件传轨道给GAMESS。