main.typ

@@ -1,4 +1,5 @@
 #import "@preview/minimal-presentation:0.6.0": *
+#import "@preview/xarrow:0.3.1": xarrow, xarrowSquiggly, xarrowTwoHead
 
 // 中文使用思源宋体，英文使用 Times New Roman
 #set text(font: ("Times New Roman", "Source Han Serif SC"))
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   logo-light: image("./nix-snowflake-white.svg"),
   cover: image("./DSC_0210.JPG"),
   main-color: rgb("#3e5c98"),
-  lang: "zh",
+  lang: "zh"
 )
 
 // 默认的字体太小
-#show raw: set text(font: "Fira Code", size: 18pt)
+#show raw: set text(size: 18pt)
 
-= 自我介绍与背景介绍
+= 自我介绍
 
 == 使用过的发行版
 
 - 桌面：用于日常工作，2018年起主力使用Linux，Deepin #sym.arrow Arch #sym.arrow Gentoo #sym.arrow NixOS (2023-05-28)
 - 服务器（VPS）：用于运行个人网站/服务，差不多时间，OpenWRT #sym.arrow Ubuntu #sym.arrow Arch #sym.arrow Gentoo #sym.arrow NixOS
   - xmurp-ua: OpenWRT上用来绕过学校多设备检测的内核模块。
-- 科学计算（HPC）：2020年硕士入组开始接触，Gentoo + Ubuntu #sym.arrow NixOS (2023-09)
+- 科学计算：2020年硕士入组开始接触，Gentoo + Ubuntu #sym.arrow NixOS (2023-09)
 
-== 科研方向与HPC特点
+== 科研方向
 
-- 组内主要研究宽禁带半导体，我个人主要做*第一性原理计算*。
-  - 仅利用最基础的物理原理（量子力学）计算材料物理性质，原则上不引入经验值。
-  - 核心步骤是求解一些很大的矩阵的特征值（矩阵行列大约几万），*计算量大*。
-- 相比于个人电脑或个人服务器，要使用的HPC（高性能计算）集群环境有以下特点：
-  - 多节点*共享文件系统*（我们使用NFS）。
-  - 用户不直接运行科学计算程序，而是提交任务到*队列系统*（我们使用SLURM），队列系统视情况，在合适的时机分配计算资源（CPU/GPU/内存等）并执行计算。
-  - 用户不懂Linux，由一个人准备好环境，之后的操作尽量做到*有手就行*。
-  - 需要针对特定CPU优化（`march=xxx`），自己编译不可避免。
+- 组内主要研究宽禁带半导体（AlGaInN/SiC 等）。
+- 我个人主要做第一性原理计算，兼职管理组里服务器和超算环境。
+  - 第一性原理：从最基础的物理原理（量子力学）出发，原则上不引入经验值，计算材料的结构、物理性质、特定条件下的变化，等。
 
-== 科学计算现状（仅身边统计学）
+= 科学计算在实践中面临的困难，与基于Nix的解决方案
+
+== 科学计算特点
+
+- 相比于个人电脑的桌面环境或个人服务器，科学计算的环境有*两个特殊需求*：
+  - 计算量大、经费有限，需要尽可能#text(red)[*高性能*]。
+  - 使用者非CS专业或爱好者，缺少相关技能，需要#text(green)[*易于使用和维护*]。
+- 矛盾：#text(red)[*高性能*] 导致需要特殊的硬/软件配置，进一步导致难以实现 #text(green)[*易于使用和维护*]。
+
+== 科学计算现状
+
+#columns-content(colwidths: (2.3fr, 1fr))[
+
+#text(red)[*高性能*] 和 #text(green)[*易于使用和维护*] 的矛盾，导致通常的实践中充满了妥协与历史遗留……
+
+#set text(18pt)
 
-#columns-content(colwidths: (1fr, 1.8fr))[
-  #figure(
-    image("meme.jpg", width: 100%)
-  )
-][
 - *复古*的包管理：手动收集依赖，手动修改Makefile指定编译器/参数/库路径。
 - *随意*的编程习惯：无视标准、能用就行，C/C++不分，Fortran只有特定编译器能编译。
-- *闭源*的编译器：Intel OneAPI / NVIDIA HPC SDK。
-- *混乱*的用户权限：多人共用一个账户。
+- *闭源*的编译器：Intel (OneAPI)，Nvidia (HPC SDK)。
+- *混乱*的用户权限：多人共用一个账户，一人负责配置环境、多人使用。
+
+#text(15pt, gray)[（\*仅身边统计学，没有diss别的组的意思）]
+][
+  #figure(
+    image("meme.jpg", width: 120%),
+  )
 ]
 
-== 科学计算需要Nix来拯救！
+== 我们需要更多的可复现！
 
-// #columns-content(
-//   figure(image("nix-snowflake-colours.svg", width: 10%)),
-//   figure(image("nix-snowflake-colours.svg", width: 10%)),
-//   figure(image("nix-snowflake-colours.svg", width: 10%))
-// )
+#figure(image("更多的.png", width: 90%))
 
-#figure(image("更多的.png", width: 120%))
+如果能够一次编程、到处部署，该多好！
 
-= Nix / NixOS解决的问题
+== Nix / NixOS的优势
 
-== 编译软件更方便
+- 编译软件超方便
+  - 远超其它发行版的软件包数量：Nix: 100k+, Arch: 70k+, Ubuntu: 39k+, CentOS: 2k+
+  - 方便打新包/打补丁，多机器、多版本，不需要手动重复构建。
+- 配置服务不易错
+  - SLURM、NFS 等都有现成模块。
+  - 配置文件可跨服务/软件、跨用户、跨机器联动，不需要担心配置修改不同步。
 
-- 远超其它发行版的软件包数量。
-  - Nix: 100k+, Arch: 70k+, Ubuntu: 39k+, CentOS: 2k+
-  - 数据来自 repology.org
-- 即使没有，只要上游代码标准，也可以方便地打包。
-- 需要打补丁？一句代码就行了。
-  ```
-  some-package = prev.some-package.overrideAttrs (prev: patches = prev.patches or [] ++ [ ./my.patch ])
-  ```
-- 多机器、多版本，不需要手动重复构建。
+== 我们的配置
 
-== 配置环境和服务更简单（仅NixOS）
+- 在小组内、有完整权限的小集群上，使用 NixOS：
+  - 使用 NFS 在多节点间共享 `/home`；下层使用 Btrfs 透明压缩/RAID1。
+  - 队列系统使用 SLURM。MPI 尽量使用 OpenMPI、尽量用 `srun` 启动，以正确绑定 MPI进程/OpenMP线程到CPU核心。
+  - 打包 Nvidia HPC SDK，Intel OneAPI 编译器取自 bscpkgs 并略作修改。
+  - 针对特定 CPU 优化（`hostPlatform.gcc.arch`）。nixpkgs 半年更新一次，期间 cherry-pick 个别提交。
+- 在没有 root 权限的集群上：
+  - 使用特别的 store path（例如，`~/.nix/store`），在 NixOS 上编译好再上传。
 
-- SLURM、NFS 等都有模块。
-- 配置文件可跨服务/软件、跨用户、跨机器联动，不需要担心配置修改不同步。e.g.:
-  - 多台机器的 SLURM 配置文件均由一个 Nix 文件生成；SLURM 和其它相关程序的配置由一个模块生成。
-  - 多用户共用 home-manager 配置文件。
-  - 多台机器之间 wireguard VPN 的配置文件由一个 Nix 文件生成。
-
-= 困难与挑战
+= 开放性问题与展望
 
 == 闭源编译器和 stdenv
 
-
+- 闭源编译器是必需的，但在 nixpkgs 中没有打包。现有的打包能工作，但质量还不足以合并到 nixpkgs 中。
+  - Nvidia HPC SDK：cc wrapper 中有许多传递给 gcc 的参数 nvfortran 不识别，报警告；与现有 CUDA 兼容性不清楚。
+  - Intel OneAPI：bscpkgs 里只有老版本；简单替换源无法更新到新版本。
+  - OpenMPI：nixpkgs 中的打包需要略作修改才能与闭源编译器兼容。（还没有提pr）
+- Call for help：我的能力有限，需要更了解 stdenv / CUDA 的同学的帮忙。
 
 == 无root权限安装nix
 
+- 尝试过 nix-portable，bwrap 模式在老内核上不支持，proot 严重影响性能。最后决定修改store路径。
+- 不使用profile，通过 symlink join 得到一个 package，与其它机器的配置写在一个 flake 里。
+- 在编译机上需要建立同样的目录作为store路径。若使用`real`参数将store路径指向`/nix/store`，会导致编译机的nix数据库损坏。
+
+```
+# this will break the build machine's nix database
+sudo nix build --store 'local?store=/nix/store&real=/nix/store' .#jykang
+# this is safe
+sudo nix build --store 'local?store=/data/gpfs01/jykang/.nix/store&state=/data/gpfs01/jykang/.nix/state&log=/data/gpfs01/jykang/.nix/log' .#jykang
+```
+
 == impermanence / home-manager 与共享文件系统
 
+
+
 == FHSStdenv（构建时FHS环境）
+
+