CentOS7系统上的LAPACK源码安装
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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了CentOS7系统上的LAPACK源码安装相关的知识，希望对你有一定的参考价值。
参考链接：linux下安装blas和lapack
BLAS 和 LAPACK 这两个数学库是很多 Linux 科学计算软件需要调用的，所以经常会用到。
LAPACK，其名为Linear Algebra PACKage的缩写，是一以Fortran编程语言编写，用于数值计算的函式集。LAPACK提供了丰富的工具函式，可用于诸如解多元线性方程式、线性系统方程组的最小平方解、计算特征向量、用于计算矩阵QR分解的Householder转换、以及奇异值分解等问题。
LAPACK的源码可以从http://www.netlib.org/lapack/处下载，BLAS也包含在其中。
BLAS,全称Basic Linear AlgebraSubprograms，即基础线性代数子程序库，里面拥有大量已经编写好的关于线性代数运算的程序。
BLAS的源码可以从 http://www.netlib.org/blas/ 下载，但实际上LAPACK中已经包含了BLAS。
0. 写在前面的：
之前采用gfortran来编译生成了lapack的库文件，但是在后续采用pgf90命令（pgf90 -llapack）来编译其它文件时，产生了以下的类似错误：
[She@she-centos7 TEC_She]$ make pgf90 -g -fast -c m_bern.f90 pgf90 -g -fast -c d_inpkey.f90 pgf90 -g -fast -c p_menaux.f90 ... pgf90 -g -fast -o main_igsTec -L/usr/local/lib m_bern.o d_inpkey.o ... -llapack -lblas /usr/local/lib/liblapack.a(dormlq.o)：在函数‘dormlq_’中： dormlq.f:(.text+0x32b)：对‘_gfortran_concat_string’未定义的引用 dormlq.f:(.text+0x887)：对‘_gfortran_concat_string’未定义的引用 /usr/local/lib/liblapack.a(dormqr.o)：在函数‘dormqr_’中： dormqr.f:(.text+0x2f8)：对‘_gfortran_concat_string’未定义的引用 dormqr.f:(.text+0x81c)：对‘_gfortran_concat_string’未定义的引用 /usr/local/lib/liblapack.a(ilaenv.o)：在函数‘ilaenv_’中： ilaenv.f:(.text+0x58)：对‘_gfortran_compare_string’未定义的引用 ilaenv.f:(.text+0x287)：对‘_gfortran_compare_string’未定义的引用 ilaenv.f:(.text+0x2b4)：对‘_gfortran_compare_string’未定义的引用 ilaenv.f:(.text+0x2d5)：对‘_gfortran_compare_string’未定义的引用 ilaenv.f:(.text+0x2f4)：对‘_gfortran_compare_string’未定义的引用 /usr/local/lib/liblapack.a(ilaenv.o):ilaenv.f:(.text+0x313): more undefined references to `_gfortran_compare_string\' follow /usr/local/lib/liblapack.a(xerbla.o)：在函数‘xerbla_’中： xerbla.f:(.text+0x49)：对‘_gfortran_st_write’未定义的引用 xerbla.f:(.text+0x54)：对‘_gfortran_string_len_trim’未定义的引用 xerbla.f:(.text+0x66)：对‘_gfortran_transfer_character_write’未定义的引用 xerbla.f:(.text+0x76)：对‘_gfortran_transfer_integer_write’未定义的引用 xerbla.f:(.text+0x7e)：对‘_gfortran_st_write_done’未定义的引用 xerbla.f:(.text+0x87)：对‘_gfortran_stop_string’未定义的引用 /usr/local/lib/liblapack.a(iparmq.o)：在函数‘iparmq_’中： iparmq.f:(.text+0x150)：对‘_gfortran_compare_string’未定义的引用 iparmq.f:(.text+0x16f)：对‘_gfortran_compare_string’未定义的引用 iparmq.f:(.text+0x18f)：对‘_gfortran_compare_string’未定义的引用 iparmq.f:(.text+0x273)：对‘_gfortran_compare_string’未定义的引用 iparmq.f:(.text+0x28e)：对‘_gfortran_compare_string’未定义的引用 /usr/local/lib/liblapack.a(iparam2stage.o):iparam2stage.F:(.text+0x263): more undefined references to `_gfortran_compare_string\' follow make: *** [all] 错误 2
这是由于gfortran和pgf90编译命令不同导致的，因而本文以PGI编译器来执行lapack源代码的编译，即，Fortran程序采用pgf90命令，C程序采用pgcc命令来编译，相应的具体过程及参数记录如下。
1. 确保机器上安装了PGI gfortran编译器。如果没有安装的话，手动安装：
sudo yum install gfortran
PGI编译器需要去官网下载，具体安装过程参见我的另一篇博客《CentOS 7上安装PGI 2017编译器》。
2. 下载blas, cblas, lapack 源代码， 这些源码都可以在http://www.netlib.org 上找到，下载并解压。
我下载的版本是lapack-3.7.1.tgz，解压之后会有一个文件夹,lapack-3.7.1，它含有BLAS,CBLAS,LAPACKE等文件夹，其中BLAS是BLAS的源码，CBLAS是BLAS的C语言接口。
3. 这里就是具体的编译步骤
(0) 复制lapack目录下的make.in.example文件，并修改其中的内容
首先进入lapack-3.7.1文件夹，然后根据平台的特点，将该目录下对应的 make.inc.example 文件另存为 make.inc。
cd .. cp make.inc.example make.inc vi make.inc #################################################################### # LAPACK make include file. # # LAPACK, Version 3.7.1 # # June 2017 # #################################################################### SHELL = /bin/sh # CC is the C compiler, normally invoked with options CFLAGS. # CC = pgcc # gcc CFLAGS = -O3 # Modify the FORTRAN and OPTS definitions to refer to the compiler # and desired compiler options for your machine. NOOPT refers to # the compiler options desired when NO OPTIMIZATION is selected. # # Note: During a regular execution, LAPACK might create NaN and Inf # and handle these quantities appropriately. As a consequence, one # should not compile LAPACK with flags such as -ffpe-trap=overflow. # FORTRAN = pgf90 # gfortran OPTS = -O2 -Mrecursive # -frecursive DRVOPTS = $(OPTS) NOOPT = -O0 -Mrecursive # -frecursive # Define LOADER and LOADOPTS to refer to the loader and desired # load options for your machine. # LOADER = pgf90 # gfortran LOADOPTS = # The archiver and the flag(s) to use when building an archive # (library). If your system has no ranlib, set RANLIB = echo. # ARCH = ar ARCHFLAGS = cr RANLIB = ranlib # Timer for the SECOND and DSECND routines # # Default: SECOND and DSECND will use a call to the # EXTERNAL FUNCTION ETIME #TIMER = EXT_ETIME # For RS6K: SECOND and DSECND will use a call to the # EXTERNAL FUNCTION ETIME_ #TIMER = EXT_ETIME_ # For gfortran compiler: SECOND and DSECND will use a call to the # INTERNAL FUNCTION ETIME #TIMER = INT_ETIME # If your Fortran compiler does not provide etime (like Nag Fortran # Compiler, etc...) SECOND and DSECND will use a call to the # INTERNAL FUNCTION CPU_TIME TIMER = INT_CPU_TIME # If none of these work, you can use the NONE value. # In that case, SECOND and DSECND will always return 0. #TIMER = NONE # Uncomment the following line to include deprecated routines in # the LAPACK library. # #BUILD_DEPRECATED = Yes # LAPACKE has the interface to some routines from tmglib. # If LAPACKE_WITH_TMG is defined, add those routines to LAPACKE. # #LAPACKE_WITH_TMG = Yes # Location of the extended-precision BLAS (XBLAS) Fortran library # used for building and testing extended-precision routines. The # relevant routines will be compiled and XBLAS will be linked only # if USEXBLAS is defined. # #USEXBLAS = Yes #XBLASLIB = -lxblas # The location of the libraries to which you will link. (The # machine-specific, optimized BLAS library should be used whenever # possible.) # BLASLIB = ../../librefblas.a CBLASLIB = ../../libcblas.a LAPACKLIB = liblapack.a TMGLIB = libtmglib.a LAPACKELIB = liblapacke.a
(1) 编译blas
进入 BLAS/SRC 文件夹，执行以下几条命令
cd BLAS/SRC
# gfortran -c -O3 *.f # 编译所有的 .f 文件，生成 .o文件，这里采用PGI编译器的pgf90命令来编译 pgf90 -c -O3 *.f # 编译所有的 .f 文件，生成 .o文件，这个pgf90编译命令与~/lapack*/make.inc保持一致 ar rv libblas.a *.o # 链接所有的 .o文件，生成.a 文件 sudo cp libblas.a /usr/local/lib #将库文件复制到系统库目录
sudo cp libblas.a /usr/lib
(2) 编译cblas
进入CBLAS 文件夹，首先根据你自己的计算机平台，将目录下某个 Makefile.XXX复制为 Makefile.in , XXX表示计算机的平台，如果是linux，那么就将Makefile.LINUX 复制为Makefile.in，然后执行以下命令
cd .. && cd ../CBLAS
cp ../BLAS/SRC/libblas.a ./testing/ # 将上一步编译成功的 libblas.a复制到 CBLAS目录下的testing子目录 make # 编译所有的目录 sudo cp ../libcblas.a /usr/local/lib #将库文件复制到系统库目录下
sudo cp ../libcblas.a /usr/lib
(3) 编译 lapack 以及 lapacke
这一步比较麻烦，首先进入lapack-3.7.1文件夹，根据平台的特点，编辑 Makefile，编译 lapack 和 lapacke 文件，并将 lapacke 目录下的头文件、lapack 目录下生成的 *.a 文件拷贝到系统目录（/usr/local/lib, /usr/lib）下。
cd ..
vi Makefile # 修改 lapack-3.7.1/Makefile 文件，因为 lapack 依赖于 blas 库 # 旧版本
lib: lapacklib tmglib #lib: blaslib variants lapacklib tmglib # 新版本
#lib: lapacklib tmglib lib: blaslib variants lapacklib tmglib
make # 编译所有的lapack文件 cd LAPACKE # 进入LAPACKE 文件夹，这个文件夹包含lapack的C语言接口文件
make # 编译lapacke
sudo cp include/*.h /usr/local/include #将lapacke的头文件复制到系统头文件目录,
# 包括： lapacke.h, lapacke_config.h, lapacke_mangling.h,lapacke_mangling_with_flags.h lapacke_utils.h
cd .. # 返回到 lapack-3.7.1 目录
sudo cp *.a /usr/local/lib # 将生成的所有库文件复制到系统库目录，
# 包括：liblapack.a, liblapacke.a, librefblas.a,libtmglib.a。
sudo cp *.a /usr/lib
Ques: 事实上，编译 lapack 时生成的 librefblas.a 文件与编译 BLAS 时生成的 libblas.a 文件大小基本一样，这里生成了两次，是否可以省去第(1)-(2)步？
至此blas，cblas 和 lapack 就成功安装到你的电脑上了。
4. lapack子程序测试
测试程序 Console.f
! 测试程序来自：http://blog.sina.com.cn/s/blog_5f350c9601014ejc.html program Console1 external dgesv integer n, lda, nrhs, ldb parameter (n=2,lda=2,nrhs=1,ldb=2) double precision A(lda,n) double precision b(ldb,nrhs) character byebye integer ipiv(n), info, i, j A(1,1)=1 A(1,2)=2 A(2,1)=3 A(2,2)=4 B(1,1)=5 B(2,1)=6 write(*,*) \'Hello World\' call dgesv(n,nrhs,A,lda,ipiv,b,ldb,info) write(*,*) \'INFO =\', info write(*,*) ((A(i,j),i=1,lda),j=1,n) write(*,*) ((B(i,j),i=1,ldb),j=1,nrhs) write(*,*) "END OF PROGRAM..." end program Console1
使用pgf90来编译该程序，可以得到预期的结果，而使用 gfortran 来编译则会报错：
[She@she-centos7 LSQtest]$ pgf90 Console1.f -lblas -llapack # 编译及运行正常 [She@she-centos7 LSQtest]$ ./a.out Hello World INFO = 0 3.000000000000000 0.3333333333333333 4.000000000000000 0.6666666666666667 -3.999999999999999 4.499999999999999 END OF PROGRAM... [She@she-centos7 LSQtest]$ [She@she-centos7 LSQtest]$ [She@she-centos7 LSQtest]$ [She@she-centos7 LSQtest]$ gfortran Console1.f -lblas -llapack # 编译报错 /usr/lib/gcc/x86_64-redhat-linux/4.8.5/../../../liblapack.a(dgesv.o)：在函数‘.C1_322’中： dgesv.f:(.data+0x18)：对‘f90_compiled’未定义的引用 /usr/lib/gcc/x86_64-redhat-linux/4.8.5/../../../liblapack.a(dgetrf.o)：在函数‘dgetrf_’中： /home/She/Software/Fortran/Lapack/lapack-3.7.1/SRC/./dgetrf.f:206：对‘dtrsm_’未定义的引用 /home/She/Software/Fortran/Lapack/lapack-3.7.1/SRC/./dgetrf.f:213：对‘dgemm_’未定义的引用 /usr/lib/gcc/x86_64-redhat-linux/4.8.5/../../../liblapack.a(dgetrf.o)：在函数‘.C1_331’中： dgetrf.f:(.data+0x38)：对‘f90_compiled’未定义的引用 /usr/lib/gcc/x86_64-redhat-linux/4.8.5/../../../liblapack.a(dgetrs.o)：在函数‘dgetrs_’中： /home/She/Software/Fortran/Lapack/lapack-3.7.1/SRC/./dgetrs.f:191：对‘dtrsm_’未定义的引用 /home/She/Software/Fortran/Lapack/lapack-3.7.1/SRC/./dgetrs.f:191：对‘dtrsm_’未定义的引用 /home/She/Software/Fortran/Lapack/lapack-3.7.1/SRC/./dgetrs.f:202：对‘dtrsm_’未定义的引用 /home/She/Software/Fortran/Lapack/lapack-3.7.1/SRC/./dgetrs.f:202：对‘dtrsm_’未定义的引用 /usr/lib/gcc/x86_64-redhat-linux/4.8.5/../../../liblapack.a(dgetrs.o)：在函数‘.C1_292’中： dgetrs.f:(.data+0x48)：对‘f90_compiled’未定义的引用 /usr/lib/gcc/x86_64-redhat-linux/4.8.5/../../../liblapack.a(dlaswp.o):(.data+0x0)：对‘f90_compiled’未定义的引用 /usr/lib/gcc/x86_64-redhat-linux/4.8.5/../../../liblapack.a(ilaenv.o)：在函数‘ilaenv_’中： /home/She/Software/Fortran/Lapack/lapack-3.7.1/SRC/./ilaenv.f:703：对‘pgf90_str_copy’未定义的引用 /home/She/Software/Fortran/Lapack/lapack-3.7.1/SRC/./ilaenv.f:261：对‘pgf90_strcmp’未定义的引用 /home/She/Software/Fortran/Lapack/lapack-3.7.1/SRC/./ilaenv.f:274：对‘pgf90_strcmp’未定义的引用 /home/She/Software/Fortran/Lapack/lapack-3.7.1/SRC/./ilaenv.f:687：对‘pgf90_strcmp’未定义的引用 /home/She/Software/Fortran/Lapack/lapack-3.7.1/SRC/./ilaenv.f:353：对‘pgf90_strcmp’未定义的引用 /home/She/Software/Fortran/Lapack/lapack-3.7.1/SRC/./ilaenv.f:479：对‘pgf90_strcmp’未定义的引用 /usr/lib/gcc/x86_64-redhat-linux/4.8.5/../../../liblapack.a(ilaenv.o):/home/She/Software/Fortran/Lapack/lapack-3.7.1/SRC/./ilaenv.f:485: more undefined references to `pgf90_strcmp\' follow /usr/lib/gcc/x86_64-redhat-linux/4.8.5/../../../liblapack.a(ilaenv.o)：在函数‘.STATICS1’中： ilaenv.f:(.data+0x128)：对‘f90_compiled’未定义的引用 /usr/lib/gcc/x86_64-redhat-linux/4.8.5/../../../liblapack.a(ieeeck.o)：在函数‘.C1_352’中： ieeeck.f:(.data+0x10)：对‘f90_compiled’未定义的引用 /usr/lib/gcc/x86_64-redhat-linux/4.8.5/../../../liblapack.a(xerbla.o)：在函数‘xerbla_’中： /home/She/Software/Fortran/Lapack/lapack-3.7.1/SRC/./xerbla.f:90：对‘pgf90io_src_info03’未定义的引用 /home/She/Software/Fortran/Lapack/lapack-3.7.1/SRC/./xerbla.f:90：对‘pgf90io_fmtw_init’未定义的引用 /home/She/Software/Fortran/Lapack/lapack-3.7.1/SRC/./xerbla.f:90：对‘pgf90_lentrim’未定义的引用 /home/She/Software/Fortran/Lapack/lapack-3.7.1/SRC/./xerbla.f:90：对‘pgf90io_fmt_write’未定义的引用 /home/She/Software/Fortran/Lapack/lapack-3.7.1/SRC/./xerbla.f:90：对‘pgf90io_sc_i_fmt_write’未定义的引用 /home/She/Software/Fortran/Lapack/lapack-3.7.1/SRC/./xerbla.f:90：对‘pgf90io_fmtw_end’未定义的引用 /home/She/Software/Fortran/Lapack/lapack-3.7.1/SRC/./xerbla.f:90：对‘pgf90_stop08’未定义的引用 /usr/lib/gcc/x86_64-redhat-linux/4.8.5/../../../liblapack.a(xerbla.o)：在函数‘.STATICS1’中： xerbla.f:(.data+0xa0)：对‘f90_compiled’未定义的引用 /usr/lib/gcc/x86_64-redhat-linux/4.8.5/../../../liblapack.a(iparmq.o)：在函数‘iparmq_’中： /home/She/Software/Fortran/Lapack/lapack-3.7.1/SRC/./iparmq.f:265：对‘__gss_log’未定义的引用 /home/She/Software/Fortran/Lapack/lapack-3.7.1/SRC/./iparmq.f:265：对‘__gss_log’未定义的引用 /home/She/Software/Fortran/Lapack/lapack-3.7.1/SRC/./iparmq.f:265：对‘__mth_i_nint’未定义的引用 /home/She/Software/Fortran/Lapack/lapack-3.7.1/SRC/./iparmq.f:321：对‘pgf90_str_copy’未定义的引用 /home/She/Software/Fortran/Lapack/lapack-3.7.1/SRC/./iparmq.f:336：对‘pgf90_strcmp’未定义的引用 /home/She/Software/Fortran/Lapack/lapack-3.7.1/SRC/./iparmq.f:369：对‘pgf90_strcmp’未定义的引用 /home/She/Software/Fortran/Lapack/lapack-3.7.1/SRC/./iparmq.f:387：对‘pgf90_strcmp’未定义的引用 /home/She/Software/Fortran/Lapack/lapack-3.7.1/SRC/./iparmq.f:379：对‘pgf90_strcmp’未定义的引用 /home/She/Software/Fortran/Lapack/lapack-3.7.1/SRC/./iparmq.f:379：对‘pgf90_strcmp’未定义的引用 /usr/lib/gcc/x86_64-redhat-linux/4.8.5/../../../liblapack.a(iparmq.o)：在函数‘.C1_289’中： iparmq.f:(.data+0x20)：对‘f90_compiled’未定义的引用 /usr/lib/gcc/x86_64-redhat-linux/4.8.5/../../../liblapack.a(iparam2stage.o)：在函数‘iparam2stage_’中： /home/She/Software/Fortran/Lapack/lapack-3.7.1/SRC/./iparam2stage.F:207：对‘pgf90_str_copy’未定义的引用 /home/She/Software/Fortran/Lapack/lapack-3.7.1/SRC/./iparam2stage.F:341：对‘pgf90_strcmp’未定义的引用 /home/She/Software/Fortran/Lapack/lapack-3.7.1/SRC/./iparam2stage.F:350：对‘pgf90_strcmp’未定义的引用 /home/She/Software/Fortran/Lapack/lapack-3.7.1/SRC/./iparam2stage.F:359：对‘pgf90_strcmp’未定义的引用 /home/She/Software/Fortran/Lapack/lapack-3.7.1/SRC/./iparam2stage.F:360：对‘pgf90_strcmp’未定义的引用 /home/She/Software/Fortran/Lapack/lapack-3.7.1/SRC/./iparam2stage.F:378：对‘pgf90_strcmp’未定义的引用 /usr/lib/gcc/x86_64-redhat-linux/4.8.5/../../../liblapack.a(iparam2stage.o):/home/She/Software/Fortran/Lapack/lapack-3.7.1/SRC/./iparam2stage.F:378: more undefined references to `pgf90_strcmp\' follow /usr/lib/gcc/x86_64-redhat-linux/4.8.5/../../../liblapack.a(iparam2stage.o)：在函数‘.C1_327’中： iparam2stage.F:(.data+0x48)：对‘f90_compiled’未定义的引用 /usr/lib/gcc/x86_64-redhat-linux/4.8.5/../../../liblapack.a(lsame.o):(.data+0x0)：对‘f90_compiled’未定义的引用 /usr/lib/gcc/x86_64-redhat-linux/4.8.5/../../../liblapack.a(dgetrf2.o)：在函数‘dgetrf2_’中： /home/She/Software/Fortran/Lapack/lapack-3.7.1/SRC/./dgetrf2.f:242：对‘dtrsm_’未定义的引用 /home/She/Software/Fortran/Lapack/lapack-3.7.1/SRC/./dgetrf2.f:247：对‘dgemm_’未定义的引用 /home/She/Software/Fortran/Lapack/lapack-3.7.1/SRC/./dgetrf2.f:192：对‘idamax_’未定义的引用 /home/She/Software/Fortran/Lapack/lapack-3.7.1/SRC/./dgetrf2.f:207：对‘dscal_’未定义的引用 /usr/lib/gcc/x86_64-redhat-linux/4.8.5/../../../liblapack.a(dgetrf2.o)：在函数‘.C1_292’中： dgetrf2.f:(.data+0x40)：对‘f90_compiled’未定义的引用 /usr/lib/gcc/x86_64-redhat-linux/4.8.5/../../../liblapack.a(dlamch.o)：在函数‘.C1_291’中： dlamch.f:(.data+0x68)：对‘f90_compiled’未定义的引用 collect2: 错误：ld 返回 1
测试完毕。
5. 结论和心得
在同一台电脑上，最好对Fortran程序和C程序使用一致的编译命令，库文件和源代码都遵循这样的做法，可以避免不必要的奇怪bug。
如果一组程序中，某些文件采用了gfortran 来编译，而一些文件采用了 pgf90 命令来编译，则链接时容易产生一些难以检查的错误，浪费生命！
以上是关于CentOS7系统上的LAPACK源码安装的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章