BLAS，为 Basic Linear Algebra Subprograms 的缩写，即基础线性代数程序集，是一个应用程序接口（API）标准，用以规范发布基础线性代数操作的数值库（如矢量、矩阵乘法等）。该程序集最初发布于1979年，并用于创建更大的数值程序包（如 LAPACK）。在高性能计算领域，BLAS被广泛使用。各软件软件厂商在对blas借口高度优化后发行（openblas、MKL等）。LAPACK，是 Linear Algebra PACKage 的缩写，是以 Fortran语言编写的，用于数值计算的函式集。 LAPACK 提供了丰富的工具函数，可用于诸如解多元线性方程式、线性系统方程组的最小二乘解、计算特征向量、用于计算矩阵 QR 分解的 Householder 变换、以及奇异值分解等问题。除此之外Netlib也实现了在Fortran之外的C语言的调用方式，用Cblas和LAPACKE。
BLAS分为三级： 第一级，完成向量与向量或者向量与标量以及范数之间的运算。 第二级，涉及矩阵与向量之间的操作。 第三级，涉及矩阵与矩阵之间的操作。
安装
1.环境
系统：Ubuntu、CentOS
编译器：gcc、gfortran
如果没有安装gfortran的话需要安装： 1
2ubuntu: sudo apt-get install gfortran
Centos: yum install gcc-gfortran
2.下载lapack,lapack的安装包已经包含了blas、cblas、lapacke,所以只需要下载lapack的安装包即可。将下载的安装包解压，进入解压后的安装包。
1 | cd lapack-3.11.0 |
如果需要使用lapack和blas构建C语言的动态库，也就是需要上述编译的lapack静态库（.a文件）。lapack默认的编译选项不支持上述操作，因此我们需要修改lapack-3.11.0/make.inc.example，打开文件，在下列几个编译选项上加上-fPIC，然后按照上述过程重新编译lapack
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4CFLAGS = -O3 -fPIC
FFLAGS = -O2 -frecursive -fPIC
FFLAGS_NOOPT = -O0 -frecursive -fPIC
3.编译完成后检查lapack-3.11.0目录下是否有librefblas.a、libcblas.a、liblapack.a、liblapacke.a这几个文件，没有的话重新编译一次。
4.头文件路径为： cblas头文件路径: lapack-3.11.0/CBLAS/include lapacke头文件路径: lapack-3.11.0/LAPACKE/include
为了后续使用时不用每次都指定头文件和静态库的路径，有两种方式处理。第一种办法是把上述静态库xxx.a复制到/usr/local/lib，把cblas和lapacke的头文件复制到/usr/local/include。如果没有root权限，则在用户目录下的~/.bashrc里添加
1 | export CPLUS_INCLUDE_PATH=xxxx/lapack-3.11.0/LAPACKE/include:$CPLUS_INCLUDE_PATH |
执行一下命令source ~/.bashrc重新加载环境变量。
测试
1.cbals测试
新建文件test.c 1
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int main()
{
const int dim=2;
double a[4]={1.0,1.0,1.0,1.0},b[4]={2.0,2.0,2.0,2.0},c[4];
int m=dim,n=dim,k=dim,lda=dim,ldb=dim,ldc=dim;
double al=1.0,be=0.0;
cblas_dgemm(101,111,111,m,n,k,al,a,lda,b,ldb,be,c,ldc);
printf("the matrix c is:%f,%f\n%f,%f\n",c[0],c[1],c[2],c[3]);
return 0;
}
1 | gcc test.c -o test -lcblas -lrefblas -lm -lgfortran |
编译时若出现错误，如果是头文件和静态库未找到，请参考第2部分。也可以在编译时加路径参数，缺哪个补哪个，如下
1 | gcc test.c -o test -lcblas -lrefblas -lm -lgfortran -I/xxx/lapack-3.11.0/CBLAS/include -L/xxx/lapack-3.11.0 -L/usr/lib/gcc/x86_64-linux-gnu/7 |
运行 ./test，预期输出 1
2the matrix c is:4.000000,4.000000
4.000000,4.0000001
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30/* Calling DGELS using row-major order */
int main (int argc, const char * argv[])
{
double a[5][3] = {1,1,1,2,3,4,3,5,2,4,2,5,5,4,3};
double b[5][2] = {-10,-3,12,14,14,12,16,16,18,16};
lapack_int info,m,n,lda,ldb,nrhs;
int i,j;
m = 5;
n = 3;
nrhs = 2;
lda = 3;
ldb = 2;
info = LAPACKE_dgels(LAPACK_ROW_MAJOR,'N',m,n,nrhs,*a,lda,*b,ldb);
for(i=0;i<n;i++)
{
for(j=0;j<nrhs;j++)
{
printf("%lf ",b[i][j]);
}
printf("\n");
}
return(info);
}1
gcc test.c -o test -llapacke -llapack -lcblas -lrefblas -lm -lgfortran
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32.000000 1.000000
1.000000 1.000000
1.000000 2.000000