Meep C++

[研究]Meep

MITで開発されたフリーのFDTDシミュレーション・ソフトウェア．フロントエンドとしてスクリプト言語Scheme (libctl) を利用できるが，libctlのベースとなっているguileライブラリが動的リンクを要求するので，大学のScoreクラスタで動作しないようだ．そこで，C++からライブラリとしてMeepを読み込んで利用する事にする．

 インストール方法

大学のクラスタではIntelのコンパイラが標準になっているが，gnuのコンパイラでビルドした方が何故か高速に実行されるようだ．（blas等にMKLを使用出来なかったのが原因か？MKLは静的リンクが上手く行かなかった．）必要なライブラリ等も含めて以下の様にビルドした．

hdf5-1.8.3

parallel hdf5は大学のnfsのマウントの仕方が仕様条件を満たしていないため，serialバージョンをビルドする．(mpicc等でビルドしない．)

cd hdf5-1.8.3
./configure \
   CC=gcc CXX=g++ FC=g77 \
   CFLAGS="-static -O3 -march=pentium4" \
   CXXFLAGS="-static -O3 -march=pentium4" \
   FCFLAGS="-static -O3 -march=pentium4" \
   LDFLAGS="-static -O3 -march=pentium4" \
   --prefix=$HOME/usr \
   --enable-production \
   --enable-static \
   --with-default-api-version=v16
make
make install

harminv-1.3.1

cd harminv-1.3.1
./configure \
   CC="mpicc -compiler gnu" CXX="mpic++ -compiler gnu" \
   F77="mpif77 -compiler gnu" \
   CFLAGS="-static -O3 -march=pentium4" \
   CXXFLAGS="-static -O3 -march=pentium4" \
   FFLAGS="-static -O3 -march=pentium4" \
   LDFLAGS="-static -O3 -march=pentium4" \
   --prefix=$HOME/usr \
   --with-blas='-lblas -lg2c' \
   --with-lapack='-llapack -lg2c'
make
make install

meep-1.0.3

cd meep-1.0.3
./configure \
   CC="mpicc -compiler gnu" CXX="mpic++ -compiler gnu" \
   F77="mpif77 -compiler gnu" \
   CFLAGS="-static -O3 -march=pentium4" \
   CXXFLAGS="-static -O3 -march=pentium4" \
   FFLAGS="-static -O3 -march=pentium4" \
   MPICXX="mpic++ -compiler gnu" \
   CPPFLAGS="-I$HOME/usr/include" \
   LDFLAGS="-static -O3 -march=pentium4 -L$HOME/usr/lib" \
   --prefix=$HOME/usr \
   --with-mpi \
   --with-libctl=no \
   --with-blas='-lblas -lg2c' \
   --with-lapack='-llapack -lg2c'
make
make install

h5utils-1.11.1

cd h5utils-1.11.1
./configure \
   CPPFLAGS="-I$HOME/usr/include" \
   LDFLAGS="-L$HOME/usr/lib" \
   --prefix=$HOME/usr \
   --without-octave
make
make install

 自作プログラムのコンパイルと実行

.profileに以下を追記して，ログインし直す．

export PATH=$HOME/usr/bin:$PATH:/usr/bin:/etc:/usr/sbin:/usr/ucb:/usr/bin/X11:/sbin:.
export PKG_CONFIG_PATH=$PKG_CONFIG_PATH:$HOME/usr/lib/pkgconfig

自作プログラム (hoge.cpp) のコンパイルは以下の様に行う．

mpic++ -compiler gnu `pkg-config --cflags meep_mpi` hoge.cpp -o hoge \
`pkg-config --libs meep_mpi`

実際に実行するクラスタのワーキングディレクトリ（/work1_scmgr2等) にアカウント名のフォルダを作成し，そこに実行可能ファイルをコピーしておく．実行スクリプト (go.sh等) は以下の様な内容になる．

#!/bin/sh -f
#@$-q cluster2
#@$-eo
cd /work1_scmgr2/アカウント名
scrun -scored=cluster2,nodes=16x1 ./hoge > ./hoge.out

ジョブの投入は，

$ qsub go.sh

作成したワーキングディレクトリーにデータ(hoge.out, *.h5等)が保存される．計算が終了したら，忘れずにデータをホームディレクトリに移動しておく．詳しくは並列型ジョブの実行方法を参照．

 チュートリアル

Meep TutorialのC++版

• A straight waveguide
• A 90° bend
• Transmission spectrum around a waveguide bend
• Modes of a ring resonator
• Material dispersion