生成完整的LAPACK

KML_LAPACK依赖于开源的Netlib LAPACK以提供完整的LAPACK接口功能。因此安装KML_LAPACK后需自行获取开源的Netlib LAPACK v3.12.0的源代码包。

操作步骤

下载Netlib LAPACK v3.12.0的源代码包。保存在编译机器可访问的路径中，假设位于“/data/Download/lapack-3.12.0.tar.gz”。
可从此处下载：https://github.com/Reference-LAPACK/lapack/archive/refs/tags/v3.12.0.tar.gz

假设libklapack.a位于“/usr/local/kml/lib/libklapack.a”，使用以下脚本编译原始的Netlib LAPACK库，并在当前目录的lapack_adapt子目录下生成适配的liblapack_adapt.a。

set -eE

echo "LAPACK_SRC_DIR         ${LAPACK_SRC_DIR:-<undefined>}"
echo "LAPACK_TGZ             ${LAPACK_TGZ:=/data/Download/lapack-3.12.0.tar.gz}"
echo "LIBKLAPACK_A           ${LIBKLAPACK_A:=/usr/local/kml/lib/libklapack.a}"
echo "LIBKSERVICE_A          ${LIBKSERVICE_A:=${LIBKLAPACK_A/klapack/kservice}}"
echo "ADAPT_DIR              ${ADAPT_DIR:=./lapack_adapt}"
echo "CMAKE_BUILD_TYPE       ${CMAKE_BUILD_TYPE:=Release}"
echo "LIBLAPACK_ADAPT_A      ${LIBLAPACK_ADAPT_A:=liblapack_adapt.a}"
echo "LIBKLAPACK_FULL_SO     ${LIBKLAPACK_FULL_SO:=libklapack_full.so}"
echo "CC                     ${CC:=gcc}"
echo "FC                     ${FC:=gfortran}"

mkdir -p ${ADAPT_DIR}
cd ${ADAPT_DIR}

# build netlib lapack
if [ ! -r "${LAPACK_SRC_DIR}/CMakeLists.txt" ]; then
    mkdir -p netlib
    ( cd netlib ; tar xzpf ${LAPACK_TGZ} )
    LAPACK_SRC_DIR=$(cd netlib/l* ; pwd)
fi

mkdir -p build
cmake_flags=(
    -DCMAKE_BUILD_TYPE=${CMAKE_BUILD_TYPE}
    -DCMAKE_POSITION_INDEPENDENT_CODE=ON
    -DCMAKE_C_COMPILER=${CC}
    -DCMAKE_Fortran_COMPILER=${FC}
    -DCMAKE_RULE_MESSAGES=off
    -DBUILD_DEPRECATED=on
    -DBUILD_TESTING=off
)
( cd build ; cmake ${cmake_flags[*]} ${LAPACK_SRC_DIR} )
( cd build ; make -j )

cp build/lib/liblapack.a ${LIBLAPACK_ADAPT_A}

# get symbols defined both in klapack and netlib lapack
nm -g ${LIBLAPACK_ADAPT_A} | grep 'T ' | grep -oP '\K\w+(?=_$)' | sort | uniq > netlib.sym
nm -g ${LIBKLAPACK_A} | grep 'T ' | grep -oP '\K\w+(?=_$)' | sort | uniq > klapack.sym
comm -12 klapack.sym netlib.sym > comm.sym

# update symbols name of ${LIBLAPACK_ADAPT_A}
while read sym; do
    (
        if ! nm ${LIBLAPACK_ADAPT_A} | grep -qe " T ${sym}_\$"; then
            continue
        fi
        ar x ${LIBLAPACK_ADAPT_A} ${sym}.f.o
        mv ${sym}.f.o ${sym}_netlib.f.o

        objcopy --redefine-sym ${sym}_=${sym}_netlib_ ${sym}_netlib.f.o
    ) &
done < comm.sym
wait
ar d ${LIBLAPACK_ADAPT_A} $(sed -ne 's/$/.f.o/p' comm.sym)
ar d ${LIBLAPACK_ADAPT_A} xerbla.f.o
ar ru ${LIBLAPACK_ADAPT_A} *_netlib.f.o
rm *_netlib.f.o

（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“/usr/local/kml/lib/libklapack.a和/usr/local/kml/lib/libkservice.a”，适配后的Netlib LAPACK库为当前目录下的liblapack_adapt.a。
```
${FC} -o ${LIBKLAPACK_FULL_SO} -shared -fPIC -Wl,--whole-archive ${LIBKLAPACK_A} ${LIBLAPACK_ADAPT_A} -Wl,--no-whole-archive ${LIBKSERVICE_A} -fopenmp -lpthread -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-3.12.0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

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。

场景一：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_adapt.a，但不再需要Netlib LAPACK中的libblas.a。

KML_LAPACK多线程调用KML_BLAS，因此不可以使用nolocking版本的KML_BLAS，推荐使用omp版本，即/usr/local/kml/lib/kblas/omp/libkblas.so。
- 使用动态链接库
  此场景下由于适配的Netlib LAPACK只有静态库liblapack_adapt.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 /usr/local/kml/lib -lklapack -L $ADAPT_ROOT -l:liblapack_adapt.a -L $KML_BLAS_ROOT -lkblas -lgfortran -lm -lkservice
```
  运行时需能找到KML_LAPACK所需的这些动态链接库，或者将/usr/local/kml/lib和$KML_BLAS_ROOT加入LD_LIBRARY_PATH。
```
export LD_LIBRARY_PATH=/usr/local/kml/lib:$KML_BLAS_ROOT:$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 /usr/local/kml/lib -l:libklapack.a -L $ADAPT_ROOT -l:liblapack_adapt.a -L $KML_BLAS_ROOT -l:libkblas.a -l:libkservice.a -l:libgfortran.a -lm
```

场景二：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 /usr/local/kml/lib -lklapack -L $ADAPT_ROOT -l:liblapack_adapt.a -lblas -lgfortran -lm -lkservice

运行时需能找到KML_LAPACK所需的这些动态链接库，或者将/usr/local/kml/lib和$ADAPT_ROOT加入LD_LIBRARY_PATH。

export LD_LIBRARY_PATH=/usr/local/kml/lib:$ADAPT_ROOT:$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 /usr/local/kml/lib -l:libklapack.a -L $ADAPT_ROOT -l:liblapack_adapt.a -l:libblas.a -l:libkservice.a -l:libgfortran.a -lm

父主题： 如何使用KML