ubuntu16.04一步一步安装配置mpich

mpi在高性能并行计算中具有重要的地位，作为消息通信最为流行的编程模型，MPI并行库虽然有着众多缺陷，但是也满足大部分节点间通信的功能需求。搭建服务集群主要使用linux服务器并安装配置mpi环境，大部分能搜到的配置方法要么年代久远阅读困难、要么未能详细讲清楚配置的过程。 笔者在此以ubuntu16.04为例，主要根据官方的README文件来完成mpich-3.2的安装配置。

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1. 安装前的准备工作

需要安装下载的东西：
在官网下载mpich-3.2（stable release）放置到/home/[username]/donwload目录下（[username]指某个特定的用户名），运行以下命令解压。

$ tar xzf mpich-3.2.tar.gz

检查是否有C/C++/fortran编译器并搞清楚所用系统的shell（默认为bash）

$ gcc --version$ g++ --version$ gfortran --version$ echo $SHELL

如果上述均检查通过了，则开始下一部分，否则应该使用sudo apt-get install XXX来安装好编译器。

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2. 安装配置过程

进入解压文件：

$ cd mpich-3.2

创建mpi的安装路径，我们统一使用/home/[username]/mpich-install文件夹来存放安装文件。

$ mkdir /home/XXX/mpich-install

配置mpich-3.2中的configue文件。由于不同的linux系统使用的shell不同，因此配置安装指令不尽相同。主要有csh和bash两种类型的shell，ubuntu默认使用bash，下面的命令只有bash下的，csh下的命令请阅读mpi-3.2中的README文件。

指定安装文件夹

$ ./configure --prefix=/home/<USERNAME>/mpich-install 2>&1 | tee c.txt

构建make文件

$ sudo make 2>&1 | tee m.txt

如果上一步构建出错，运行以下命令重新构建

$ make clean$ make V=1 2>&1 | tee m.txt

运行makefile进行安装

$ sudo make install 2>&1 | tee mi.txt

将其加入bash环境变量

$ PATH=/home/<USERNAME>/mpich-install/bin:$PATH ; export PATH

检查mpicc和mpiexec两个程序是否加入到环境变量

$ which mpicc$ which mpiexec

tips:为了在多机上运行MPI，需要保证所有机器上的安装路径、配置保持一致。

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3. 启动运行过程

MPICH使用一个叫做process manager的管理器来启动MPI程序，启动程序使用刚才提到的mpiexec
来启动。在mpich-3.2中有一个examples文件夹，里面有有些例程可以在你不懂MPI编程之前先体验一下。其中一个典型的CPI程序是用来计算π的值、
代码如下：

/* -*- Mode: C; c-basic-offset:4 ; indent-tabs-mode:nil ; -*- *//* *  (C) 2001 by Argonne National Laboratory. *      See COPYRIGHT in top-level directory. */#include "mpi.h"#include <stdio.h>#include <math.h>double f(double);double f(double a){    return (4.0 / (1.0 + a*a));}int main(int argc,char *argv[]){    int    n, myid, numprocs, i;    double PI25DT = 3.141592653589793238462643;    double mypi, pi, h, sum, x;    double startwtime = 0.0, endwtime;    int    namelen;    char   processor_name[MPI_MAX_PROCESSOR_NAME];    MPI_Init(&argc,&argv);    MPI_Comm_size(MPI_COMM_WORLD,&numprocs);    MPI_Comm_rank(MPI_COMM_WORLD,&myid);    MPI_Get_processor_name(processor_name,&namelen);    fprintf(stdout,"Process %d of %d is on %s\n",        myid, numprocs, processor_name);    fflush(stdout);    n = 10000;          /* default # of rectangles */    if (myid == 0)    startwtime = MPI_Wtime();    MPI_Bcast(&n, 1, MPI_INT, 0, MPI_COMM_WORLD);    h   = 1.0 / (double) n;    sum = 0.0;    /* A slightly better approach starts from large i and works back */    for (i = myid + 1; i <= n; i += numprocs)    {    x = h * ((double)i - 0.5);    sum += f(x);    }    mypi = h * sum;    MPI_Reduce(&mypi, &pi, 1, MPI_DOUBLE, MPI_SUM, 0, MPI_COMM_WORLD);    if (myid == 0) {    endwtime = MPI_Wtime();    printf("pi is approximately %.16f, Error is %.16f\n",           pi, fabs(pi - PI25DT));    printf("wall clock time = %f\n", endwtime-startwtime);             fflush(stdout);    }    MPI_Finalize();    return 0;}

运行这个MPI程序的方法：

本地机上运行时需要指定进程数量 [number]

$ mpiexec -n <number> ./examples/cpi

指定[number]=4时运行结果如下：

$ mpiexec -n 4  ./examples/cpiProcess 0 of 4 is on nianjunzou-NX581Process 1 of 4 is on nianjunzou-NX581Process 2 of 4 is on nianjunzou-NX581Process 3 of 4 is on nianjunzou-NX581pi is approximately 3.1415926544231239, Error is 0.0000000008333307wall clock time = 0.000320

多机上运行时除了进程数量n以外还需要写machinefile

$ mpiexec -f machinefile -n <number> ./examples/cpi

machinefile的形式如下，’host1’, ‘host2’, ‘host3’ and ‘host4’是你想运行的所有机器的各自hostname。’:2’, ‘:4’, ‘:1’描述了各个机器上想运行的进程数量，该数量默认为1。

host1host2:2host3:4   # Random commentshost4:1

更多的运行命令请访问：
http://wiki.mpich.org/mpich/index.php/Using_the_Hydra_Process_Manager