ALTAS,LAPACK, SCALAPACK, MUMPS记录

安装ALTAS,LAPACK, SCALAPACK, MUMPS记录 (2)

这次开始安装ATLAS和LAPACK的组合，先做出这个串行版本的，下次装BLACS和ScaLAPACK的并行版本。开

一。 BLAS，ATLAS 与 LAPACK

BLAS（Basic Linear Algebra Subroutines，）是做数值计算最重要的数学函数库，包含3个Level的线性代数运算，都是以Fortran语言写的高效率程序。BLAS Level 1-3 分别是向量-向量运算，矩阵-向量运算和矩阵-矩阵运算，从计算复杂度O(n) 向 O(n^3)过渡。

官方的网站是 http://www.netlib.org/blas/ 从这里可以下载到最原始的BLAS（F77写的，只有FORTRAN接口的，不过后续也出了C接口的）还有些相关文档。一般你得到的是所有3个Level的函数源码，*.f，包里面含有Makefile，安装上正确的 fortran编译器即可编译出自己的BLAS库（将源码编译成目标文件 *.o 然后用ar打包到 libblas.a）,作为静态库供人使用。当然你也可以编译出共享库 (shared library).

当然除了普通版本的BLAS更有针对你的机器做优化版本的BLAS，那就是ATLAS（Automatically Tuend Linear Algebra Subprograms），官方网站是 http://math-atlas.sourceforge.net/，当然要针对你的机器和平台进行优化，编译出结果的速度也就会相对慢一些。

LAPACK （Linear Algebra PACKage）是在BLAS 基础上做出来的，针对线性代数方程组，线性最小二乘问题和矩阵特征值问题求解的软件包，也是用F77写的，LAPACK一般来说是没有官方做的C-API的。

LAPACK提供的一些函数也按功能分类，它的分类是按照函数功能的粒度来的，最高层是 driver routines 是求解具体问题的函数，中间层是 computional routines 是在具体求解过程中需要用到的一些基本的矩阵变换，矩阵分解等操作，最底层是 auxiliary routines这些都是给上两层提供辅助的函数。

LAPACK里面用的BLAS的线性代数运算去整合它的求解。所以官方文档的最开始就说明了，LAPACK包里面虽然包括了一份最普通版本的BLAS，你可以编译，但如果有更高效的BLAS，要首先使用之。所以我们在这里就必须先安装ATLAS了。

二。安装ATLAS， LAPACK

对于这两个包的安装，说白了就是将源代码编译成目标文件，或是组合成静态库，或是在编译的时候就编译成动态版本的，再组合成共享库。一般共享库使用的较多，默认安装ATLAS是会编译成静态库的，指定选项的得到动态库。我试过现在的最新版本ATLAS（3.10.0）和LAPACK（3.4.3）的组合，安装虽然生成了两个共享库文件，但是再装之后的软件时可能会带来麻烦（这个可以放到最后再说）。正常安装的版本，我选的是 ATLAS(3.8.4)和LAPACK（3.1.1），生成标准的6个共享库文件，并测试通过。

由于ATLAS的安装包里面，提供了BLAS和普通版本，也有C的全部API接口，同时也包含了少部分的LAPACK函数的C-API接口，如果只用C-API仅仅用这个包就行了。不过很多LAPACK的函数是没有的，这就必须在找一份完整的LAPACK，与之同时安装，调用时候用Fortran的接口。

安装过程无外乎如下几个步骤：

1。解压 ATLAS和LAPACK 的包到你方便操作的目录下

2。进入ATLAS目录，新建一个BUILD的子目录（也可以是任何其他地方的目录，提供给Build的时候用，只要不是跟ATLAS的源码目录相同即可）

3. 进入Build目录，进行configure 并指定一些相关的选项（包括编译器，编译选项还有系统相关的）

4. make build

5. 做个有责任心的人的话，make check, make ptcheck, make time，保证没有报错的情况下，就可以安装生成的库文件到你的库目录了。

这里比较麻烦的有如下几点。

1. 安装ATLAS之前，要先安装一遍LAPACK! 有人肯定要问，我装ATLAS就是为了给LAPACK提供一个高效的BLAS，这又是为神码？

安装ATLAS其实是同时把LAPACK也给一起编译了，但是ATLAS里面没有完整的LAPACK，你就必须给ATLAS提供一个完整的LAPACK程序包。怎么提供呢，就是把LAPACK的 lapack_LINUX.a 提供给它，这就必须先编译一次LAPACK。

2. 编译LAPACK与ATLAS要用相同的编译器和编译选项

ATLAS是有赖机器及OS平台的，所以编译选项最好还是让它自己去找最优的，人为指定难免出错。LAPACK与ATLAS用相同的选项，这只能从ATLAS上取得。

先在给ATLAS BUILD目录同级建一个tmp目录，作为临时build目录，进去 configure 一下，吧跟LAPACK无关的选项都别带上，会在 tmp 下生成一个 make.inc，里面就包含有ATLAS的 F77 和 F77FLAGS，copy到 LAPACK这边的make.inc中，指定给 FORTRAN和OPTS就可以了。

3. configure ATLAS时候的必要选项

../configure -b 32 -D c -DPentiumCPS=2826 -Fa alg -fPIC

这些对提取F77和F77FLAGS的值够用了。-b 指定编译出库的类型（32位库还是64位库）， -D c -DPentiumCPS是指定你的CPU的时钟频率，可以功过 grep MHz /proc/cpuinfo 得到。要得到动态的共享库，就必须加上 -Fa alg -fPIC 编译选项，得到与位置无关的代码。

另外在编译好 LAPACK 之后，到 ATLAS/BUILD/ 下 configure 时再附加上 --prefix=xxx 和 --with-netlib-lapack=xxx/lapack_LINUX.a 就完整了

其他一些编译选项，则可以 ../configure --help 查看，活在是去看官方的安装文档

4. make build 和一系列的测试之后，可以进入到 BUILD/lib 看到生成了静态库， *.a 未有 *.so出现，再次 make shared, make ptshared, 得到如下六个库文件，大工告成！

libatlas.so libcblas.so libf77blas.so liblapack.so libptcblas.so libptf77blas.so

在 3.10.0 的 ATLAS 中没有了 --with-netlib-lapack指定lapack_LINUX.a 只需要 --with-netlib-lapack-tarfile,给出下载的包就行，不需要自己在去编译 LAPACK了。但是最后生成的库文件也给整合了，不是上面的6个，而是两个

libsatals.so libtatlas.so, 去 BUILD/lib 里面查看 Makefile，可以看到确实被整合了的。为了依其上的软件能更通用，又不想自己去改Makefile的内容，就用老版本的组合了。

参考：

LAPACK 上的安装说明，ATLAS的安装手册（ATLAS./doc/atlas_install.pdf）

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