Linux系统下MPICH的安装、配置、HelloWorld程序演示

我们在学习并行这门课的时候使用MPI来讲解课程实例的，我是在VMware下安装了CentOS来跑的，root权限有风险，操作需谨慎，所以我是在用户下安装的。

MPICH3是MPI（Message-Passing Interface）的一个应用实现。所以这篇文章简单记录一下安装MPICH3的过程，最后的目的是实现在一台linux机器下模仿集群的功能的程序：三个Slave向一个Master打招呼。

1.下载

这里是MPICH下载的官网，进去后选择Downloads选择想安装的版本下载即可，但在官网下载速度牛慢，我是在其他地方找的安装包，我安装的是mpich-3.1.tar.gz，我刚开始不会挂载什么的，没法下这个安装包，就使用图形界面的浏览器下载，下载的安装包默认在用户的Downloads文件夹下（希望你linux里已经有了C++的编译环境，因为之后安装过程中会用到）。

[gg@localhost ~]$ cd /home/gg/Downloads
[gg@localhost Downloads]$ ls
mpich-3.1.tar.gz

2.解压

将安装包拷贝到另一个文件夹，比如新建一个temp文件夹，准备在这里进行解压

[gg@localhost ~]$ mkdir temp
[gg@localhost ~]$ cp ~/Downloads/mpich-3.1.tar.gz ~/temp
[gg@localhost ~]$ cd temp
[gg@localhost temp]$ ls
mpich-3.1.tar.gz
[gg@localhost temp]$ tar -zxvf mpich-3.1.tar.gz
…
[gg@localhost temp]$ ls
mpich-3.1  mpich-3.1.tar.gz

运行了tar命令后，开始解压，出来一大串解压信息，这样就将安装包解压到了temp目录下，temp下多了一个解压后的文件mpich-3.1,进入这个文件夹，我们可以找到configure这个文件。再然后运行命令./configure -prefix=/home/gg/mpich3进行软件配置与检查(这里出来一大串检查信息，直到出现Configuration completed.)，这里的路径就是下一步的安装目录,也就是软件会安装在mpich3下，在检查阶段如果你没有安装gcc一类的编译器他会提醒，这就需要你安装C++的编译环境，网上优秀的教程文章很多，这里就不说了。

[gg@localhost temp]$ cd mpich-3.1
[gg@localhost mpich-3.1]$ ./configure -prefix=/home/gg/mpich3
…
Configuration completed.
[gg@localhost mpich-3.1]$

注：prefix参数是表示安装路径

3.安装

运行make && make install（当然也可以先执行make命令编译，再执行make install命令安装，作用一样。）也是一大串安装命令。

[gg@localhost mpich-3.1]$ make && make install
…
[gg@localhost mpich-3.1]$

安装完成了，接着就要配置环境变量了。

4.环境配置

使用过javac，java的朋友都知道，这两个命令经常使用，他俩的实质是运行文件，我们只有配置了环境变量，才能直接使用，当然不配置也行，那么要使用这两个运行文件就必须写绝对路径系统才能找到，这里也同理。如果是Ubuntu的就在~目录下修改.bashrc文件，我们的CentOS是修改.bash_profile文件，用vi编辑该文件，在文件的末尾跟上：

export MPI_ROOT=/home/gg/mpich

export PATH=$MPI_ROOT/bin:$PATH

export MANPATH=$MPI_ROOT/man:$

先返回到~目录下：

[gg@localhost mpich-3.1]$ cd ~
[gg@localhost ~]$ vi ./.bash_profile
…
~export MPI_ROOT=/home/gg/mpich
~export PATH=$MPI_ROOT/bin:$PATH
~export MANPATH=$MPI_ROOT/man:$
[gg@localhost ~]$ source .bash_profile

保存文件退出,使用source .bash_profile命令更新使配置文件生效。

至此大功告成，测试一下。

5.测试

5.1我们先用一个hellow.c程序来演示，这个程序在刚才解压缩包里有个examples文件,用mpicc来编译c文件，-o后面的名字是编译成的可执行文件的名字,hellow(注意什么后缀也没有哈)就是可执行文件了；可以直接运行hellow（注意这里加上”./”）,也可以用mpirun或mpiexec跟上参数-np 4,表示模拟4个进程来运行。

[gg@localhost ~]$ cd temp/mpich-3.1/examples
[gg@localhost examples]$ mpicc -o hellow hellow.c
[gg@localhost examples]$ ./hellow
Hello World from process 0 of 1
[gg@localhost examples]$ mpirun -np 4 ./hellow
Hello World from process 3 of 4
Hello World from process 2 of 4
Hello World from process 1 of 4
Hello World from process 0 of 4
[gg@localhost examples]$ mpiexec -np 4 ./hellow
Hello World from process 3 of 4
Hello World from process 1 of 4
Hello World from process 2 of 4
Hello World from process 0 of 4
[gg@localhost examples]$

这里每次运行的结果不尽相同，大家应该知道。

5.2再来一个问候的程序，从进程向主进程问候，主进程自己表明身份。我们可以在~下新建一个codes文件夹来放自己写的代码，新建一个greetings.c的文件，用vi编辑器编辑。

[gg@localhost ~]$ mkdir codes
[gg@localhost ~]$ cd codes
[gg@localhost codes]$ vi greetings.c
…
[gg@localhost codes]$ mpicc -o greetings greetings.c
[gg@localhost codes]$ mpirun -np 5 ./greetings
Hello,everyone,I am master,my rank is : 0
Greeting from process 1 of 5 !
Greeting from process 2 of 5 !
Greeting from process 3 of 5 !
Greeting from process 4 of 5 !

代码如下：

#include
#include
#include

const int MAX_STRING = 100;
int main(void)
{
    char greeting[MAX_STRING];
    int comm_sz;
    int my_rank;

    MPI_Init(NULL, NULL);
    MPI_Comm_size(MPI_COMM_WORLD, &comm_sz);
    MPI_Comm_rank(MPI_COMM_WORLD, &my_rank);

    if(my_rank != 0)//These are slave proceses
    {
        sprintf(greeting, "Greeting from process %d of %d !", my_rank, comm_sz);
        MPI_Send(greeting, strlen(greeting) + 1, MPI_CHAR, 0, 0, MPI_COMM_WORLD);
    }
    else//This is master process
    {
        printf("Hello,everyone,I am master,my rank is : %d\n", my_rank);
        int q;//Must pre-state before block "for" using the "q",because of gcc perform the stander c99
        for(q = 1; q < comm_sz; q++)
        {
            MPI_Recv(greeting, MAX_STRING, q, 0, MPI_COMM_WORLD, MPI_STATUS_IGNORE);
            printf("%s\n", greeting);
        }
    }
    MPI_Finalize();
    return 0;
}

总结：作为一个linux小白，只是在学习了几个简单命令后就直接上，所以踩了好多坑，但总归跑起来了，可以进行下一阶段的学习，尽可能详尽的记录安装过程，以便大家阅读和我日后的查阅。

在这之前我CentOS上安过MPICH2，但由于各种困难导致最后不能使用，昨天在同学的帮助下在root权限下安装成功，但总感觉root有点太“军阀”，今天就在我的普通用户下安装了这个MPICH3，之前那个2也是这个用户下，也没有卸载（因为我不会，哎），安好3后并未冲突，把环境变量里的系统路径改了（删了之前的2，加了这个3的）。

希望本文能帮助到初次接触mpi的您，还是那句话，像我这样智力平平的选手，学习得实践理论结合着一个坑一个坑地走，不会了就去查，齐头并进。

参考网站：MPI的安装(管理员和普通用户均可), Linux系统（Ubuntu）下，MPI的安装与配置