安装KML_LAPACK

操作步骤

KML_LAPACK依赖于开源的Netlib LAPACK以提供完整的LAPACK接口功能。因此需自行获取开源的Netlib LAPACK v3.9.0的源代码包，并与KML_LAPACK适配，具体安装步骤如下所述：

进入KML_LAPACK源代码根目录，执行编译。
```
./build.sh
```
编译完成后，会在“KML_LAPACK/output”中得到以下路径：
- include
  - include/kml-a.b.c：保存C语言头文件，其中，a.b.c为版本号。
- lib64
  - lib64/libklapack_xxx.a：KML_LAPACK的静态库文件。
  - lib64/libklapack_xxx.so：KML_LAPACK的动态库文件。
下载Netlib LAPACK v3.9.0的源代码包。保存在编译机器可访问的路径中，假设位于“/data/lapack-3.9.0.tar.gz”。
可从此处下载：https://github.com/Reference-LAPACK/lapack/archive/v3.9.0.tar.gz
编译原始的Netlib LAPACK库。
1. 解压源码包。
  例如解压到“/data/lapack-3.9.0”中。
```
cd /data
```
```
tar zxvf lapack-3.9.0.tar.gz
```
2. 进入“/data/lapack-3.9.0”目录，创建“build”目录并在build目录下执行构建。
```
cd /data/lapack-3.9.0
```
```
mkdir build
```
```
cd build
```
```
cmake -DCMAKE_BUILD_TYPE=Release -DCMAKE_POSITION_INDEPENDENT_CODE=ON ..
```
```
make -j
```
  以上命令执行完成后，会在“/data/lapack-3.9.0/build/lib”中生成liblapack.a文件。

为KML_LAPACK适配Netlib的liblapack.a。

该步骤通过对Netlib原始liblapack.a的符号重命名实现与KML_LAPACK适配，从而获得完整的LAPACK接口功能。假设原始liblapack.a位于当前目录下，libklapack.a位于$KML_LAPACK_ROOT/lib64中。

根据KML_LAPACK库的符号表获得需要重命名的符号列表。

执行以下命令将生成internal.sym和replaced.sym两个文件。分别为KML_LAPACK替换的Netlib LAPACK符号的接口列表，以及需要新增符号别名的Netlib LAPACK接口列表。

nm -g $KML_LAPACK_ROOT/lib64/libklapack.a | grep -oP '\K\w+(?=_netlib_)' | sort | uniq > netlib.sym
while read sym; do \
  if nm -g $KML_LAPACK_ROOT/lib64/libklapack.a | grep -q "T $sym"; then \
    echo $sym; \
  fi; \
done < netlib.sym > replaced.sym
comm -3 netlib.sym replaced.sym > internal.sym

复制原LAPACK库作为修改目标。
```
cp liblapack.a liblapack_adapt.a
```

重命名KML_LAPACK提供的符号。

while read sym; do \
  ar x liblapack_adapt.a $sym.f.o; \
  objcopy --redefine-sym ${sym}_=${sym}_netlib_ $sym.f.o; \
  ar ru liblapack_adapt.a $sym.f.o; \
  rm $sym.f.o; \
done < replaced.sym

增加KML_LAPACK所需的原有符号的别名。

在当前目录下创建alias.c文件，输入如下内容后，保存并退出文件。

#define STRINGIFY(x) STRINGIFy(x)
#define STRINGIFy(x) #x
#define NEW STRINGIFY(ALIAS)
#define OLD STRINGIFY(ORIG)
asm(
    ".section .text." NEW ",\"ax\",%progbits\n"
    ".align 2\n"
    ".global " NEW "\n"
    ".type " NEW ", %function\n"
    NEW ":\n"
    "b " OLD "\n"
    ".size " NEW ", . - " NEW "\n"
);

实现新增符号别名。

while read sym; do \
  gcc -c alias.c -DORIG=${sym}_ -DALIAS=${sym}_netlib_ -o ${sym}_netlib_.o; \
  ar ru liblapack_adapt.a ${sym}_netlib_.o; \
  rm ${sym}_netlib_.o; \
done < internal.sym

完成以上步骤后当前目录下的liblapack_adapt.a即为与KML_LAPACK适配的Netlib LAPACK库。

（可选）生成完整功能的单一KML_LAPACK动态库。
某些应用场景可能只允许链接单个LAPACK动态链接库，此时可采用以下方法将上一节生成的libklapack_xxx.a和liblapack_adapt.a合成单一的libklapack_full.so。
假设KML_LAPACK库为$KML_LAPACK_ROOT/lib64/libklapack.a，适配后的Netlib LAPACK库为当前目录下的liblapack_adapt.a。
```
gcc -o libklapack_full.so -shared -fPIC -Wl,--whole-archive $KML_LAPACK_ROOT/lib64/libklapack.a liblapack_adapt.a -Wl,--no-whole-archive -fopenmp -lpthread -lgfortran -lm
```
执行完成后当前目录下会生成libklapack_full.so，可以单独链接此so得到LAPACK-3.9.0的全部接口功能。

此时仍然需要单独链接KML_BLAS库以及libgfortran等系统库。

安装后验证

退出当前终端重新登录。
查看环境变量LD_LIBRARY_PATH是否包含KML_LAPACK的安装路径“/usr/local/kml/lib”。
```
env | grep LD_LIBRARY_PATH
```
如果变量包含安装路径，说明安装成功。

安装成功后在安装路径（默认路径是“/usr/local/kml”）下生成相应文件，其中，include文件夹包含了头文件，lib文件夹包含了KML_LAPACK动态库文件。
使用时，假设环境变量KML_LAPACK_ROOT为libklapack.*所在目录，ADAPT_ROOT为适配后Netlib LAPACK库所在目录。用户应用可以选择使用动态链接库或静态链接库。
编译应用源代码时需要链接到KML_LAPACK、Netlib LAPACK、Netlib BLAS和gfortran库并开启OpenMP支持。

选项一、协同KML_BLAS场景（高性能）

假设KML_BLAS已构建的库（libkblas.a和libkblas.so）位于KML_BLAS_ROOT中，为获得最高性能请使用KML_BLAS单线程版本。当使用KML_BLAS时，仍然需要上一节最后获得Netlib LAPACK适配的liblapack.a，但不再需要Netlib LAPACK中的libblas.a。

必须使用单线程加锁版本KML_BLAS，KML_LAPACK安装包中提供了单线程加锁版本的KML_BLAS，即/usr/local/kml/lib/kblas/locking/libkblas.so。

单线程加锁版本KML_BLAS构建方法：在KML_BLAS/build/function.sh构建脚本23行添加-DUSE_LOCKING=1编译选项。
- 使用动态链接库
  此场景下由于适配的Netlib LAPACK只有静态库liblapack.a，因此总是静态链接到此库。不再需要链接Netlib LAPACK的libblas.a。
```
gcc app.c -o app -fopenmp -I $KML_LAPACK_ROOT/include/kml-0.3.0 -L $KML_LAPACK_ROOT/lib64 -lklapack -L $ADAPT_ROOT -l:liblapack.a -L $KML_BLAS_ROOT -lkblas -lgfortran -lm
```
  运行时需能找到KML_LAPACK所需的这些动态链接库，或者将$KML_LAPACK_ROOT/lib64和$KML_BLAS_ROOT加入LD_LIBRARY_PATH：
```
export LD_LIBRARY_PATH=$KML_LAPACK_ROOT/lib64:$KML_BLAS_ROOT:$LD_LIBRARY_PATH
```
- 使用静态链接库
  此场景不再需要链接Netlib LAPACK的libblas.a。
```
gcc app.c -o app -fopenmp -I $KML_LAPACK_ROOT/include/kml-0.3.0 -L $KML_LAPACK_ROOT/lib64 -l:libklapack.a -L $ADAPT_ROOT -l:liblapack.a -L $KML_BLAS_ROOT -l:libkblas.a -l:libgfortran.a -lm
```
选项二、无KML_BLAS场景（依赖Netlib LAPACK中自带的BLAS，性能较低）
- 使用动态链接库
```
gcc app.c -o app -fopenmp -I $KML_LAPACK_ROOT/include/kml-0.3.0 -L $KML_LAPACK_ROOT/lib64 -lklapack -L $ADAPT_ROOT -llapack -lblas -lgfortran -lm
```
  运行时需能找到KML_LAPACK所需的这些动态链接库，或者将$KML_LAPACK_ROOT/lib64和$ADAPT_ROOT加入LD_LIBRARY_PATH：
```
export LD_LIBRARY_PATH=$KML_LAPACK_ROOT/lib64:$ADAPT_ROOT:$LD_LIBRARY_PATH
```
- 使用静态链接库
```
gcc app.c -o app -fopenmp -I $KML_LAPACK_ROOT/include/kml-0.3.0 -L $KML_LAPACK_ROOT/lib64 -l:libklapack.a -L $ADAPT_ROOT -l:liblapack.a -l:libblas.a -l:libgfortran.a -lm
```

父主题： 如何使用数学库