Contenedor a partir de un archivo de definición (.def)

⚙️ Crear un contenedor `.sif` con soporte GPU usando un archivo `.def`

📄 Archivo de definición: `mrbayes_gpu.def`

Este archivo contiene instrucciones para:

Instalar herramientas básicas de desarrollo (g++, cmake, make, etc.).
Descargar e instalar la biblioteca BEAGLE desde su repositorio oficial.
Compilar MrBayes desde su rama develop con soporte para MPI y BEAGLE.
Configurar variables de entorno para garantizar compatibilidad y desempeño.
Incluir gpustat (opcional) para monitorear uso de GPU dentro del contenedor.

🧱 Estructura y explicación de `mrbayes_gpu.def`

# === Apptainer definition file para MrBayes + BEAGLE + GPU ===

# Indica que se usará una imagen de Docker como base
Bootstrap: docker
# Imagen base: Ubuntu 22.04 con CUDA 12.2 (soporte GPU)
From: nvidia/cuda:12.2.0-devel-ubuntu22.04

# === Variables de entorno persistentes dentro del contenedor ===
%environment
    # Configuración regional básica
    export LANG=C.UTF-8
    export LC_ALL=C.UTF-8

    # Asegura que se encuentren las bibliotecas instaladas en /usr/local/lib
    export LD_LIBRARY_PATH=/usr/local/lib:$LD_LIBRARY_PATH
    export PKG_CONFIG_PATH=/usr/lib/pkgconfig:$PKG_CONFIG_PATH

# === Instrucciones para construir el contenedor ===
%post
    # Evita prompts interactivos al instalar paquetes
    export DEBIAN_FRONTEND=noninteractive

    # Actualiza paquetes e instala herramientas de compilación y utilidades básicas
    apt update && apt install -y \
        g++ \
        git \
        make \
        cmake \
        automake \
        wget \
        nano \
        libopenmpi-dev \
        python3 \
        python3-pip \
        curl

    # (Opcional) Instala gpustat para monitorear la GPU dentro del contenedor
    pip3 install gpustat

    # === Instalación de la biblioteca BEAGLE ===
    cd /
    # Clona el repositorio oficial de BEAGLE (última versión)
    git clone --depth=1 https://github.com/beagle-dev/beagle-lib.git
    cd beagle-lib
    mkdir build
    cd build

    # Compila BEAGLE sin soporte JNI ni OpenCL (solo GPU vía CUDA)
    cmake -DBUILD_JNI=OFF -DBUILD_OPENCL=OFF ..
    make
    make install

    # Asegura que las rutas a BEAGLE estén disponibles
    export LD_LIBRARY_PATH=/usr/local/lib:$LD_LIBRARY_PATH
    export PKG_CONFIG_PATH=/usr/lib/pkgconfig:$PKG_CONFIG_PATH

    # === Instalación de MrBayes desde la rama 'develop' ===
    cd /
    # Clona la rama de desarrollo (última versión activa)
    git clone --depth=1 --branch=develop https://github.com/NBISweden/MrBayes.git
    cd MrBayes

    # Configura MrBayes con soporte para MPI y BEAGLE
    ./configure --with-mpi --with-beagle=/usr/local

    # Compila e instala MrBayes
    make
    make install

# === Comando por defecto al ejecutar el contenedor con 'run' ===
%runscript
    echo "Contenedor MrBayes con BEAGLE y GPU listo"
    # Ejecuta cualquier comando que se pase al contenedor
    exec "$@"

🔹 `From:` — Imagen base

From: nvidia/cuda:12.2.0-devel-ubuntu22.04

Indica la imagen base de Docker sobre la que se construirá el contenedor. En este caso:

Ubuntu 22.04 como sistema operativo
CUDA 12.2 preinstalado, necesario para usar aceleración por GPU.

🔹 `%environment` — Variables de entorno persistentes

%environment export LANG=C.UTF-8 export LC_ALL=C.UTF-8 export LD_LIBRARY_PATH=/usr/local/lib:$LD_LIBRARY_PATH export PKG_CONFIG_PATH=/usr/lib/pkgconfig:$PKG_CONFIG_PATH

Esta sección define variables de entorno que estarán disponibles cada vez que el contenedor se ejecute (shell, exec, run, etc.).
Es útil para asegurarte de que programas como MrBayes encuentren las librerías necesarias sin que el usuario tenga que configurar nada.

¿Qué hacen esas variables?

LANG y LC_ALL: Configuran la codificación del sistema (evita errores de caracteres).
LD_LIBRARY_PATH: Le dice al sistema dónde buscar bibliotecas compartidas al ejecutar programas.
PKG_CONFIG_PATH: Indica dónde buscar archivos .pc que describen cómo compilar y vincular bibliotecas.

🔹 `%post` — Instrucciones para construir el contenedor

%post

Esta sección se ejecuta durante la construcción del contenedor (build).
Aquí se instalan paquetes, descargan programas, compilan y configuran los entornos de ejecución.

Secciones destacadas dentro de %post:

Prevenir prompts interactivos:

export DEBIAN_FRONTEND=noninteractive

Así apt no pedirá confirmaciones durante la instalación.
Instalar dependencias:

apt update && apt install -y ...

Se instalan herramientas de compilación, Python, MPI, etc.
Instalar software adicional:
- gpustat: Monitorea el uso de GPU (opcional).
- BEAGLE: Librería para acelerar análisis filogenéticos.
- MrBayes: Se descarga, configura y compila con soporte para MPI y BEAGLE.
Ajustes adicionales al entorno:
Se vuelven a declarar variables como LD_LIBRARY_PATH para asegurar que las rutas estén accesibles durante compilación.

🔹 `%runscript` — Comando por defecto

%runscript echo "Contenedor MrBayes con BEAGLE y GPU listo" exec "$@"

Esta sección define qué pasará si alguien usa apptainer run archivo.sif.
Aquí se imprime un mensaje y luego se ejecuta cualquier comando pasado al contenedor (exec "$@").

Si no incluyeras esta sección, el contenedor no sabría qué hacer por defecto al ser ejecutado con run.

🔧 Transformar un archivo `.def` en un contenedor `.sif`

Una vez que tienes tu archivo de definición completo (por ejemplo: mrbayes_gpu.def), puedes construir un contenedor ejecutable en formato .sif (Singularity Image Format) con el siguiente comando:

apptainer build mrbayes_gpu.sif mrbayes_gpu.def

🧾 Desglose del comando:

apptainer build: Es el comando para construir imágenes.
mrbayes_gpu.sif: Este será el archivo final, un contenedor listo para ejecutar.
mrbayes_gpu.def: Es tu archivo de definición, que contiene todas las instrucciones para crear el contenedor.

✅ ¿Qué pasa durante la construcción?

Descarga la imagen base (nvidia/cuda:12.2.0-devel-ubuntu22.04) desde DockerHub.
Ejecuta la sección %post dentro de un entorno aislado.
Aplica las variables de %environment que estarán disponibles cada vez que uses el contenedor.
Incorpora %runscript como comando por defecto cuando lo ejecutes con run.

🚀 Ejemplo de uso del contenedor ya compilado

Una vez que has generado el archivo .sif (por ejemplo, mrbayes_gpu.sif), ya puedes ejecutar MrBayes directamente desde el contenedor con acceso a GPU y múltiples núcleos.

▶️ Ejecución simple

Si tu archivo de análisis se encuentra en la carpeta datos/ de tu sistema y se llama cactus.nex, puedes ejecutar MrBayes así:

apptainer exec --nv --bind datos:/home mrbayes_gpu.sif mb -i /home/cactus.nex

Explicación:

--nv: Habilita el acceso a la GPU dentro del contenedor.
--bind datos:/home: Monta la carpeta datos de tu máquina anfitriona en /home dentro del contenedor.
mb -i: Ejecuta MrBayes sobre el archivo .nex.

🧱 Ejecutar en segundo plano con `tmux` (recomendado)

Para mantener el análisis corriendo aunque cierres la terminal, usa tmux:

Abre una nueva sesión:

tmux new -s mrbayes

Dentro de la sesión, ejecuta:

apptainer exec --nv -B datos:/home mrbayes_gpu.sif mb -i /home/cactus.nex > cactus.log 2>&1

Para salir de tmux sin detener el análisis:

Presiona: Ctrl + b seguido de d

Para volver a tu sesión más tarde:

tmux attach -t mrbayes

Para ver si el análisis sigue corriendo:

tail -f cactus.log

Si necesitas cerrar el proceso manualmente:

Primero encuentra el PID:

ps aux | grep mb

Luego termina el proceso:

kill PID

🧰 ¿Qué es `tmux` y cómo funciona?

tmux (Terminal MUltipleXer) es una herramienta que te permite crear sesiones de terminal persistentes, muy útil cuando estás trabajando en servidores o corriendo procesos largos como análisis con MrBayes.

Con tmux puedes:

Ejecutar comandos largos sin preocuparte por perder la conexión.
Desconectarte y dejar procesos corriendo.
Volver más tarde y recuperar tu sesión justo donde la dejaste.
Dividir la terminal en paneles y trabajar con múltiples ventanas en una sola sesión.

🔄 Flujo típico de uso

Iniciar una sesión nueva

tmux new -s mrbayes

🔹 Crea una sesión llamada mrbayes.

Ejecutar tu análisis dentro de la sesión

apptainer exec --nv -B datos:/home mrbayes_gpu.sif mb -i /home/cactus.nex > cactus.log 2>&1

Desconectarte sin detener el análisis

Ctrl + b luego suelta y presiona d

Esto “desconecta” la sesión (detach) pero no detiene el proceso.

Volver a la sesión después

tmux attach -t mrbayes

Cerrar la sesión si ya no la necesitas

Desde dentro:

exit

tmux kill-session -t mrbayes

💡 Tip: Ver sesiones activas

tmux ls

Esto muestra todas las sesiones que están en ejecución.

⚙️ Crear un contenedor .sif con soporte GPU usando un archivo .def

📄 Archivo de definición: mrbayes_gpu.def

🧱 Estructura y explicación de mrbayes_gpu.def

🔹 From: — Imagen base

🔹 %environment — Variables de entorno persistentes