失学在家，手里也没有服务器。看家里有台台式机，于是想给台式机配上科研环境。发现win10配置scalapack的资料基本没有，于是就想写点笔记，为人类的中文文献库增加一点资料。

1. MSYS2和MINGW64安装

从https://www.msys2.org/下载msys2。
打开msys2.exe 环境和ubuntu非常像。

1.1 配置镜像源

pacman 的配置

编辑 /etc/pacman.d/mirrorlist.mingw32 ，在文件开头添加：
Server = https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/msys2/mingw/i686
编辑 /etc/pacman.d/mirrorlist.mingw64 ，在文件开头添加：
Server = https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/msys2/mingw/x86_64
编辑 /etc/pacman.d/mirrorlist.msys ，在文件开头添加：
Server = https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/msys2/msys/$arch
然后执行 pacman -Sy 刷新软件包数据即可。

如果发现清华源已经有了，但是排在前面的第一个源是http://repo.msys2.org/mingw/x86_64/。把清华源或者其他国内源(比如肥科的)移到最前面。因为默认是使用第一个源。

安装mingw64

pacman -Syuu 更新。

pacman -S base-devel git mingw-w64-x86_64-toolchain 安装mingw64

pacman -S base-devel git mingw-w64-i686-toolchain 是用来安装mingw32的。
打开mingw64.exe
输入gcc -v 查看gcc的版本信息。
得到

$ gcc -v
Using built-in specs.
COLLECT_GCC=D:softwaremsys64mingw64bingcc.exe
COLLECT_LTO_WRAPPER=D:/software/msys64/mingw64/bin/../lib/gcc/x86_64-w64-mingw32/9.3.0/lto-wrapper.exe
Target: x86_64-w64-mingw32
Configured with: ../gcc-9.3.0/configure --prefix=/mingw64 --with-local-prefix=/mingw64/local --build=x86_64-w64-mingw32 --host=x86_64-w64-mingw32 --target=x86_64-w64-mingw32 --with-native-system-header-dir=/mingw64/x86_64-w64-mingw32/include --libexecdir=/mingw64/lib --enable-bootstrap --with-arch=x86-64 --with-tune=generic --enable-languages=c,lto,c++,fortran,ada,objc,obj-c++ --enable-shared --enable-static --enable-libatomic --enable-threads=posix --enable-graphite --enable-fully-dynamic-string --enable-libstdcxx-filesystem-ts=yes --enable-libstdcxx-time=yes --disable-libstdcxx-pch --disable-libstdcxx-debug --disable-isl-version-check --enable-lto --enable-libgomp --disable-multilib --enable-checking=release --disable-rpath --disable-win32-registry --disable-nls --disable-werror --disable-symvers --enable-plugin --with-libiconv --with-system-zlib --with-gmp=/mingw64 --with-mpfr=/mingw64 --with-mpc=/mingw64 --with-isl=/mingw64 --with-pkgversion='Rev2, Built by MSYS2 project' --with-bugurl=https://sourceforge.net/projects/msys2 --with-gnu-as --with-gnu-ld
Thread model: posix
gcc version 9.3.0 (Rev2, Built by MSYS2 project)

说明gcc安装好了。

2. openmp和msmpi 安装

装好了gcc也就有了openmp，具体测试请参考(https://www.math.ucla.edu/~wotaoyin/windows_coding.html)
mpich在win已经不更新了。所以最好选官方版本msmpi
下载最新的MS MPI(https://docs.microsoft.com/en-us/message-passing-interface/microsoft-mpi) msmpisdk.msi 和 MSMpiSetup.exe都要安装好。

在cmd输入set MSMPI

MSMPI_BENCHMARKS=C:Program FilesMicrosoft MPIBenchmarks
MSMPI_BIN=C:Program FilesMicrosoft MPIBin
MSMPI_INC=C:Program Files (x86)Microsoft SDKsMPIInclude
MSMPI_LIB32=C:Program Files (x86)Microsoft SDKsMPILibx86
MSMPI_LIB64=C:Program Files (x86)Microsoft SDKsMPILibx64

出现表示安装正确。下面将MS MPI和mingw64适配一下。

$mkdir ~/msmpi                     # create a temporary folder under your home directory
$cd ~/msmpi                        # enter the folder
$cp "$MSMPI_LIB64/msmpi.lib" .     # copy msmpi.lib to ~/msmpi/; the import library, which is a placeholder for dll
$cp "$WINDIR/system32/msmpi.dll" . # copy msmpi.dll to ~/msmpi/; the runtime library
$gendef msmpi.dll                  # generate msmpi.def. For 32-bit, use: gendef -a msmpi.dll, which specifies the stdcall format
$dlltool -d msmpi.def -D msmpi.dll -l libmsmpi.a   # generate the (static) library file libmsmpi.a
$cp "$MSMPI_INC/mpi.h" .

我们需要的就是libmsmpi.a和mpi.h 然后把它们放进gcc的默认库文件夹和默认头文件夹(其实就是懒)
在这里，

cp libmsmpi.a /mingw64/lib
cp mpi.h /mingw64/include

注意如果不用msys2，直接安装的mingw64(比如下载codeblock顺便安装一个mingw64)。默认的的库文件夹和头文件夹应该是x86_64-w64-mingw32/lib,x86_64-w64-mingw32/include。当然也有可能是其他的。(否则需要-L"库文件" -I"头文件")

测试一下

$gcc mpi_hello_world.c -lmsmpi -o mpi_hello #编译
$mpiexec -n 6 mpi_hello #运行

就可以了。

3. openblas,lapack,gsl 安装

pacman -S mingw-w64-x86_64-openblas # use "pacman -S mingw-w64-i686-openblas" for 32-bit

安装openblas，这样openblas自动装到默认文件夹。不过，使用头文件的时候需要#include<OpenBLAS/头文件> 编译的时候记得加上 -lopenblas 其他的blas请参考参考文献1
接下来是lapack

$pacman -S  mingw-w64-x86_64-cmake                     # install CMake
$git clone https://github.com/msys2/MINGW-packages.git # clone the scripts
$cd MINGW-packages/mingw-w64-lapack                    # locate the LAPACK script
$makepkg-mingw                                   # build BLAS and LAPACK

好，这里很奇怪。我在装lapack-3.9.0的时候不停的编译报错。(欢迎交流)
所以我装了lapack-3.8.0
需要改PKGBUILD文件。

改了pkgver为3.8.0等它下好lapack-3.8.0.tar.gz之后，通不过文件校验。所以要把sha256sum一起改了。参考文献[4]得到校验码。其他方法也ok啦。
然后安装

$ pacman -U mingw-w64-x86_64-lapack*.pkg.tar.xz   # install BLAS and LAPACK

编译的话:g++ lapack_test.cpp -llapack -o lapack_test gsl 我基本当特殊函数库用的，所以还是很重要。(其实如果计算量很大，按道理特殊函数值计算这里最好做成异构的，比如扔给GPU)

$ cd ~
$ wget -qO- http://gnu.mirrors.pair.com/gsl/gsl-latest.tar.gz | tar xvz   # this creates the folder ~/gsl-2.4/
$ cd gsl-2.4
$ ./configure --prefix=/mingw64     # I am unsure about the necessity of --prefix=/mingw64, but it should not hurt
$ make                              # this will take 15 minutes or so to complete
$ make install                      # install header and library files to the system, you can use "make uninstall" to do the opposite

安装。
编译的话 gcc $(gsl-config --cflags) gsl_test.c $(gsl-config --libs) -o gsl_test

文献1还有其他的库，可以去看看。好了，本文的文献1引用就到此为止了。

scalapack安装

netlib上下载scalapack的源文件。http://performance.netlib.org/scalapack/#_release_notes
重点我们需要改里面的SLmake.inc.example文件。
编译选项。用gfortran替代mpif90,gcc替代mpicc。另外加了-lmsmpi (其实按道理不加应该也可以，我没试过。)

一般来说这样的替代在x86上是可以的，除非各种自造的编译器就不一定了。
然后RANLIB改成echo，如果装了ranlib就不用改了。

RANLIB        = echo

最后

BLASLIB       = /mingw64/lib/libopenblas.a
LAPACKLIB     = /mingw64/lib/libopenblas.a
LIBS          = $(LAPACKLIB) $(BLASLIB)

这里我也有点奇怪，为什么LAPACKLIB要改成libopenblas.a ，这里是我从youtube ubuntu上安装scalapack看到的。
最后把SLmake.inc.example文件重命名为SLmake.inc
在scalapack文件夹下打开mingw64，输入

$make clean
$make lib

开始编译。最终从scalapack文件夹下得到libscalapack.a。把它复制到默认的库文件夹。在这里是/mingw64/lib

测试

最后从找了个例子scalapack矩阵对角化(pdsyevd),来自文献[5] scalapack矩阵对角化(pdsyevd) http://www.voidcn.com/article/p-eejnmusv-bvt.html
程序编译tests.c

$ gcc tests.c -o tests -lmsmpi -lscalapack -lopenblas -lgfortran

会报错，比如

D:/software/msys64/mingw64/bin/../lib/gcc/x86_64-w64-mingw32/9.3.0/../../../../x86_64-w64-mingw32/bin/ld.exe: D:/software/msys64/mingw64/bin/../lib/gcc/x86_64-w64-mingw32/9.3.0/../../../../lib/libscalapack.a(dgebs2d_.o):dgebs2d_.c:(.text+0x156): undefined reference to `MPI_Type_free'

这是因为libscalapack.a依赖libmsmpi.a，所以libscalapack.a必须放前面。
正确的编译命令

$ gcc tests.c -o tests  -lscalapack -lopenblas -lgfortran -lmsmpi

运行得到

这样scalapack就安装成功了。
注意这里是纯C的环境。如果代码是C++的,函数调用前的声明要记得加extern "C" 比如extern void dgesv_( ) 要改成extern "C" void dgesv_( )

纯C环境后者会报错。

其实scalapack最好还是linux下用。不过这样的文章太多了，也就没必要写了。
双系统太麻烦了。WSL2不能使用全部的内存而且使用GPU不方便。远程也不让啊。

好，我相信有人一定会想win10下测试用Intel的MKL最方便。没错我也是这么想的，但是要交成果的时候要用非MKL的scalapack。
然后这时候就会发现这两个库的各种函数命名是不一样的。这时候代码已经写了几万行了，我现在还没改完。。。

附件:

https://github.com/chenlin0/Learning/tree/master/MPI/scalapack
SLmake.inc :scalapack的编译配置

libscalapack.a :scalapack 2.0的win库文件

tests.c ：测试文件

参考文献

[1] MinGW coding under Windows (C, C++, OpenMP, MPI) https://www.math.ucla.edu/~wotaoyin/windows_coding.html

[2] "undefined reference to" 问题解决方法 https://blog.csdn.net/aiwoziji13/article/details/7330333

[3] Msys2 | 镜像站使用帮助| 清华大学开源软件镜像站https://mirror.tuna.tsinghua.edu.cn/help/msys2/

[4] Ubuntu中sha256sum命令使用 https://blog.csdn.net/jq_ak47/article/details/53590563

[5] scalapack矩阵对角化(pdsyevd) http://www.voidcn.com/article/p-eejnmusv-bvt.html

[6] ScaLAPACK for Windows http://icl.cs.utk.edu/lapack-for-windows/scalapack/index.html