Windows下Fortran編譯Lapack庫及使用的方法（轉自新浪）

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Lapack 是一套被非常廣泛使用的線性代數計算工具庫，現在的主要編寫語言時 Fortran90 。Lapack 基本上可以說是速度最快的線性代數計算庫，我們看看官方給出的其被應用的幾個地方就可以看出來：  high-level interface：
Matlab
Octave
NAG Numerical Librairies
Maple
R project
Scilab 列表上這些軟體/語言是不是如雷貫耳，由此可見 Lapack 的流行程度。 Lapack同時有 Fortran 和 C/C++ 的介面，現在網上能找到的教程似乎都是 C 的居多，為此我整理了下我搭建 Lapack Fortran 使用環境的步驟，希望對其他人有協助。 本文使用環境如下：  作業系統版本：Windows 8
使用的編譯器：gfortran （GCC版本4.6.2 MinGW環境）
Lapack版本： 3.4.2 1）MinGW設定： 由於需要使用內建的Makefile進行編譯，因此要用到Makefile和內建的Make程式。對於Linux這當然不是問題，對於Windows而言則有點麻煩。 在 Windows 下使用make來編譯器有兩種主要途徑，分別是 Cygwin和 MinGW 。安裝這兩種軟體（？）後他們就可以在 Windows 下類比出 Linux 的使用環境。他們的主要區別我個人理解是：Cygwin 更偏向於類比 Linux，因此編譯出來的軟體還是使用的 Linux 的一系列介面， Cygwin 則類比這些介面，這也是為什麼 Cygwin 編譯出來的 Windows 程式還需要 cygwin1.dll 才能運行，同時效率也比較低，但是帶來的好處是在兩個系統上的相容性好； MinGW 更傾向於讓 Windows 使用者使用 Linux 上的資源，因此編譯出來的程式使用的是 Windows 的介面，速度也更快一些。 Cygwin 在安裝的時候可選組件非常多，在 Cygwin 下如果你選擇了安裝 Make 組件，那麼你可以在 CMD 命令列或者 Cygwin Shell 下同時用 Make 命令進行編譯 （ CMD 命令列下可能還得再加個 Makefile 的檔案名稱，具體我記不清了，但是肯定是可以做的），比較方便。 MinGW 相對麻煩一些，因為 MinGW 在安裝時可選組件和定製項很少，不能單獨安裝 Make 組件。在 MinGW 下使用 Make的唯一方法，就是在安裝時選擇安裝 MSYS Basic System。這個組件是類比一個 Linux Shell ，這樣我們就有類似 Cygwin 的能力了。  如果安裝 MinGW 的時候沒有安裝這個組件，不要慌張，開啟 MinGW 安裝程式，再添加一下就行。有了這個組件後，關於MinGW的配置就大功告成了。 2）LAPACK源碼下載及設定： LAPACK 源碼的下載可以去官網（http://www.netlib.org/lapack/）下，下載下來後是一個tgz檔案。下載完成後解壓之。 LAPACK 源碼的 Makefile 和 make.inc 是我們需要根據系統內容修改的地方。預設源碼裡沒有 make.inc ，但是有個 make.inc.example ，把它改名成 make.inc 。 開啟 make.inc ，裡面每個參數所需要注意的事項都注意得很清楚了，比如編譯器選項什麼的，根據你的需求改就是了。 貼一下我的 make.inc檔案，由於官方預設設定就是基於gfortran所以其實我壓根沒改。  ####################################################################
#  LAPACK make include file.                                       #
#  LAPACK, Version 3.4.0                                           #
#  April 2012                                                   #
####################################################################
#
SHELL = /bin/sh
# 
#  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.  Define LOADER and LOADOPTS to refer to the loader and
#  desired load options for your machine.
#
FORTRAN  = gfortran
OPTS     = -O2
DRVOPTS  = $(OPTS)
NOOPT    = -O0
LOADER   = gfortran
LOADOPTS =
#
# 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 neither of this works...you can use the NONE value... In that case, SECOND and DSECND will always return 0
# TIMER     = NONE
#
#  Configuration LAPACKE: Native C interface to LAPACK
#  To generate LAPACKE library: type ‘make lapackelib‘
#  Configuration file: turned off (default)
#  Complex types: C99 (default)
#  Name pattern: mixed case (default)
#  (64-bit) Data model: LP64 (default)
#
# CC is the C compiler, normally invoked with options CFLAGS.
#
CC = gcc
CFLAGS = -O3
#
#  The archiver and the flag(s) to use when building archive (library)
#  If you system has no ranlib, set RANLIB = echo.
#
ARCH     = ar
ARCHFLAGS= cr
RANLIB   = ranlib
#
#  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     =
# 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
LAPACKLIB    = liblapack.a
TMGLIB       = libtmglib.a
LAPACKELIB   = liblapacke.a 這裡吐槽下，我下載的 Lapack 版本是3.4.2，結果下載下來檔案夾名是3.4.2，但是 make.inc 的注釋版本是3.4.0，makefile的注釋版本是3.4.1，你們敢認真點嗎。 值得注意的是， Lapack 需要用到 Blas 庫，因此你系統有無 Blas 庫對應著兩種不同的做法。 如果系統已經有了 Blas 庫，或者說你想要用自己的 Blas 庫，你需要修改 make.inc 裡的 USEXBLAS 、 XBLASLIB 和 XBLASLIB 三個變數，修改完直接Make就行了。 如果系統沒有 Blas 庫，Lapack 源碼裡自己帶了一個，可以直接用。那麼保持 make.inc 裡的設定如上檔案所示，開啟 Makefile，把 Blas 庫加到編譯目標裡，就是 lib 參數編程：  lib: blaslib lapacklib tmglib 設定完成後開啟 MinGW Shell ，一路 cd 到 Lapack 源碼所在目錄，輸入 Make 斷行符號，等待漫長編譯過程。 編譯完成後會自動對 Lapack 包進行測試，測試是調用一個 lapack_testing.py 檔案進行測試。系統如果沒有 Python 的話這一步應該會出錯，需要注意下。（不過我 MinGW 預設安裝後沒有出錯，可能已經自動安裝了 Python） 

 

 3）Lapack的使用： 上面編譯的設定是產生靜態庫，編譯完成後我們就得到三個檔案：  liblapack.a
librefblas.a
libtmglib.a 有三種方式可以使用 Lapack： 假設我們要編譯一個程式 program.f90，對應方法如下： a. 放到系統 lib 檔案夾： 把上面三個檔案直接拷貝到 MinGW 的 lib 檔案夾下，然後再編譯的時候直接加  gfortran program.f90 -llapack -lrefblas -o program.exe 即可連結程式。 b. 放到主程式根目錄： 把上面三個靜態連結庫和程式放在一個目錄下，然後用下面的命令編譯  gfortran program.f90 liblapack.a librefblas.a -o program.exe c. 在主程式目錄單獨給 lapack 庫單獨建個檔案夾： 比如在 program.90 檔案夾下建立 Lapack 檔案夾，利用 -L 把這個檔案夾添加到 lib 搜尋路徑裡。編譯命令就變成：  gfortran program.f90 -L./Lapack -llapack -lrefblas -o program.exe 我個人推薦採用第三種方式，一方面代碼層次簡潔美觀，另外一方面減少代碼閱讀者對於搭建編譯環境所需要的時間。 最後給個樣本檔案測試，使用第三種方法，源碼：  ！Testlapack.f90
program main
  implicit none
  real :: a(3,3),b(3)
  integer :: v(3),iflag
  !external sgesv
  a=reshape([2.0,0.0,0.0,0.0,3.0,0.0,0.0,0.0,4.0],[3,3])
  b=[998.0,999.0,1000.0]
  print *,‘a=‘,a
  print *,‘b=‘,b
  call sgesv(3,1,a,3,v,b,3,iflag)
  print *,‘solve=‘,b
end program main 編譯命令： gfortran TestLapack.f90 -L./Lapack -llapack -lrefblas -o TestLapack.exe -Wall 結果：   本文轉自新浪部落格：http://blog.sina.com.cn/s/blog_62c832270101eo60.html

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