Ubuntu 自定义路径下安装 SLEPc/PETSc 以及 BLAS/LAPACK 科学计算库 |
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引言 最近在计算矩阵特征值的问题上，用到了 SLEPc（Scalable Library for Eigenvalue Problem Computations），SLEPc 可用于超大稀疏矩阵特征值的快速并行计算，也可以用于其他 SVD 分解等常用矩阵计算。SLEPc 的安装依赖于其他通用科学计算库，比如 PETSc，BLAS/LAPACK 等，环境配置稍显复杂，因此，记录环境配置过程，以备后用。 依赖关系SLEPc 是一个开源项目，可以在这里找到 https://github.com/firedrakeproject/slepc/ ，有非常详细的使用说明（documentation），使用友好。SLEPc 依赖于 PETSc，而 PETSc 依赖于 BLAS/LAPACK，因此，我们需要一一安装依赖项。 BLAS/LAPACKBLAS（Basic Linear Algebra Subprograms）定义了一系列矩阵、向量之间的基础运算的接口标准（API），Netlib 实现了 BLAS 的这些接口，得到的库也叫 BLAS。以 BLAS 为基础，Netlib 增加了更多高级的矩阵、向量运算，如分解、求逆、特征值等，并且实现了这些高级接口，于是有了 LAPACK（Linear Algebra PackAage）。这两个库都是用 Fortran 语言开发的（另外插一句，CBLAS 和 CLAPACK 是 BLAS 和 LAPACK 的 C 语言接口）。 默认安装方式 [1] 为（没有试过... 应该不会有什么问题...） 12sudo apt-get install libblas-devsudo apt-get install liblapack-dev默认位置在1234567/usr/lib/x86_64-linux-gnu/libblas.a /usr/lib/x86_64-linux-gnu/libblas.so /usr/local/lib/libblas.a/usr/lib/x86_64-linux-gnu/liblapack.so /usr/lib/x86_64-linux-gnu/liblapack.a/usr/local/lib/liblapack.a因为我需要安装在自定义路径中，所以下面进行一些自定义配置，如果不需要自定义路径，可以直接跳到 下一节。 安装 Fortran 语言的编译器 gfortran1sudo apt-get install gfortran安装 FFTW [2]i. 下载 FFTW http://www.fftw.org/download.html ii. 安装 FFTW 1234567tar -zxvf fftw-3.3.10.tar.gzcd fftw-3.3.10/# 下面尽可能多的使用了指令集优化，不需要的化可以去掉相应的选项 # cat /proc/cpuinfo 可以查看 cpu 支持的指令集 ./configure --prefix=/your/path/to/install --enable-shared --enable-static --enable-single --enable-sse --enable-sse2 --enable-avx --enable-avx2 --enable-fma --enable-mpi --enable-threads --enable-openmp makemake install安装 BLAS/LAPACK [2]i. 确保 cmake 和 gfortran 已经安装 ii. 下载 LAPACK https://netlib.org/lapack/ 幸运的是 LAPACK 中已经包含了 BLAS，所以不用重复下载。 iii. 安装 LAPACK 解压 12tar -zxvf lapack-3.11.tar.gzcd lapack-3.11解压之后，它里面会含有 BLAS，CBLAS，LAPACKE 等文件夹。新建 make.inc 文件1cp make.inc.example make.inc如果是使用 gfortran，则无须更改 make.inc 里的内容，否则需要根据系统环境和编译器修改文件里对应的选项。LAPACK 依赖 BLAS，在编译 LAPACK 前需要编译 BLAS 包，而默认并不编译，因此，需要修改一下 makefile 123gedit Makefile# or # vim Makefile将第 12~13 行12lib: lapacklib tmglib#lib: blaslib variants lapacklib tmglib修改为12#lib: lapacklib tmgliblib: blaslib variants lapacklib tmglib然后，进行编译1make【重要】 接下来，进入 LAPACKE 目录并再次编译12cd LAPACKEmake在 lapack-3.11 目录下生成如下四个静态库，liblapack.a, liblapacke.a, librefblas.a, libtmglib.a 则表示编译成功，将这四个静态库拷贝到自定义路径下的 lib 路径，同时将 LAPACKE/include 目录下的头文件拷贝到自定义路径下的 include 目录。安装 MPICHPETSc 还依赖于 MPICH。 i. 下载 MPICH https://www.mpich.org/downloads/ ii. 安装 MPICH 解压并编译 12345tar -zxvf mpich-4.1.1.tar.gzcd mpich-4.1.1./configure --prefix=/your/path/to/installmakemake installPETSc 和 SLEPc 版本由于 SLEPc 是基于 PETSc 的，所以需要先安装 PETSc，再安装 SLEPc。与此同时，要确保所下载的 PETSc 和 SLEPc 的版本能够符合 版本对应表。 安装 PETSci. 下载 PETSc https://petsc.org/release/install/download/ ii. 安装 PETSc 1234tar -zxvf petsc-3.18.5.tar.gzcd petsc-3.18.5./configure --with-shared-libraries=0 --with-blas-lib=/your/blas/path/to/librefblas.a --with-lapack-lib=/your/blas/path/to/liblapack.a --with-mpi-dir=/your/blas/path/to/mpimake check all如果以后需要使用 PETSc 的库，可将 include 目录下的所有文件拷贝到安装目录 include 下，将 arch-linux-c-debug/lib/libpetsc.a 拷贝到安装目录 lib 下。安装 SLEPci. 下载 SLEPc https://slepc.upv.es/download/ ii. 安装 SLEPc 12345678910tar -zxvf slepc-3.18.5.tar.gzcd petsc-3.18.5export PETSC_DIR=/path/to/ # 此处应为 PETSc 解压并且编译过的路径，如我这里为 petsc-3.18.5 的绝对路径 export PETSC_ARCH=/path/to/arch/of/petsc # 此处应为 PETSc 编译时确定的当前编译版本的库的绝对路径，可以在 petsc-3.18.5 路径下找到 arch 开头的文件夹，如我这里为 arch-linux-c-debugexport SLEPC_DIR=/path/to/slepc-3.18.2 # 此处应为解压的 SLEPc 的路径 ./configuremakecheck最后将 include 目录下的所有文件拷贝到安装目录 include 下，将 arch-linux-c-debug/lib/libslepc.a 拷贝到安装目录 lib 下。参考[1] Ubuntu BLAS/LAPACK 安装[2] 非 ROOT 路径安装 BLAS/LAPACK |
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