Windows で LAPACK バージョン 3.3.1 をビルドとインストール（Windows 上の Cygwin を使用）

謝辞

「octave for windowsメモの筆者」様から， http://c.2ch.net/ の「データ解析ツールoctaveを語ろう」掲示板を通し， さまざまな情報とご示唆を頂きました．さらには，Web ページを丁寧に見て頂きました．感謝します． （ここでは，その詳細を述べるのは差し控えます．この Web ページに間違いが残っていれば，それは，作者である私の責任です）．

敬意を込めて， 「octave for windowsメモの筆者」様の URL を記しておきます． http://www.tatsuromatsuoka.com/octave/jpn/OctaveWinMemo.html （「リンクの許可は要りません」に甘えまして，リンクを張っています） ⇒ この Web ページは，分かりやすく，また，Octave に関係する種々の有益な情報（ここにしか無いオンリー・ワンの情報）が載ったページと言ってよいでしょう．

前準備

前もってインストールしておくべきソフトウエア

• 「Windows に Cygwin をインストールの Web ページ」の記述に従って，Cygwin のセットアッププログラム setup.exe を入手しておくこと．

• BLAS のインストールを終えていること．
  • GotoBLAS を使う場合

    Windows に GotoBLAS と CBLAS をインストールの Web ページの記述に従って，GotoBLAS のインストールを終えていること．

  • ATLAS を使う場合

    ATLAS のビルド時に，同時に LAPACK をビルドするのが都合が良い． ATLAS と LAPACK のビルドとインストールの手順は，別の Web ページにまとめて説明しています．

  ※ GotoBLAS も ATLAS も，どちらも素晴らしいソフトウエアです（いずれにしても，ライセンス条項をよく確認すること）．

前もって調べておく事項

• Cygwin インストールディレクトリ: C:\Cygwin

LAPACK のコンパイルに必要なソフトウエア等を Cygwin のパッケージを使ってインストール

Cygwin のセットアッププログラム setup.exe を使って， LAPACK バージョン 3.3.1 をソースプログラムからコンパイルするのに必要となる他のソフトウエアをインストールします．簡単にインストールできます．

1. セットアッププログラムの開始
   
   
   
   
   
   

2. パッケージ選択画面 (Select Packages)」（下図）まで進む
   

3. パッケージ選択画面で，パッケージを選ぶ

   下記のパッケージを選ぶ．

   「keep」になっている場合には，インストール済みなので，keep のままでよい．

   • Devel/gcc4 (GNU GCC コンパイラ・バージョン 4)
   • Devel/gcc4-fortran (GNU Fortran コンパイラ・バージョン 4)
   • Devel/mingw64-i686-gcc
   • Devel/mingw64-i686-gcc-core
   • Devel/mingw64-i686-gcc-fortran

4. 終了の確認
   

Cygwin の Math/liblapack-devel ソースコードパッケージファイルのダウンロード

ここで行うことは，日本国内の Cygwin 配布サイトから， Cygwin の Math/liblapack-develソースコードパッケージファイル をダウンロードすること．

1. Cygwin のセットアッププログラム setup.exe の起動
   

2. 先ほど同様に操作する．今度は，Math/liblapack-develの「Source」を選び，操作を進める．
   

3. ファイルの確認

   ls /usr/src/lapack*
   

   

インストール手順

1. LAPACK の Web ページを開く

   http://www.netlib.org/lapack

   この Web ページで注意事項を確認

   

   ダウンロード

   

2. いまダウンロードしたソースコードファイル lapack.tgz を解凍

   cd /tmp
   tar -xvzof /tmp/lapack-3.3.1.tar.gz
   

   

3. パッチ (lapack へのソースコード・パッチ)

   cd /tmp
   ln -s lapack-3.3.1 lapack-3.2.2
   patch -p1 < /usr/src/lapack-3.2.2-2.src.patch
   

   

   途中でエラーが出る．Enter キーを押し続けてスキップする

4. パッチ (lapack への cygwin パッチ)

   cd /tmp
   patch -p1 < /usr/src/lapack-3.2.2-2.cygwin.patch
   

   

5. make.inc を作成

   Cygwin のコンソール で，次のコマンドを実行

   cd /tmp/lapack-3.3.1
   cp make.inc.example make.inc
   

   

6. make.inc を編集し，BLASLIB と LOADOPTS を設定

   BLASLIIB の行 には，BLAS のライブラリファイル名（１つ）を書きます．

   • GotoBLAS の場合

     次のようになります．これは一例です．※ LOADOPTS の設定は必要ありません．

     ■ GNU のコンパイラを使う場合の実行例

     BLASLIB = /usr/lib/libgoto2.a  
     

     

     ■ MinGW のコンパイラを使う場合の実行例

     BLASLIB = /usr/lib/libgoto2.lib  
     

     

   • ATLAS の場合

     次のようになります．これは一例です．

     • ATLAS のマルチスレッド版ライブラリを使う設定

       BLASLIB = /usr/atlas/lib/libptf77blas.a -latlas -lpthread
       LOADOPTS = -L/usr/atlas/lib
       

       
       
     • （オプション）ATLAS のシングルスレッド版ライブラリを使いたい場合　

       BLASLIB = /usr/atlas/lib/libf77blas.a -latlas
       LOADOPTS = -L/usr/atlas/lib
       

     ATLAS のインストール時の設定によって変わるので， 詳細を，別の Web ページに記述しています．

7. make.inc を編集し，FORTRAN, LOADER の行を設定

   ■ GNU のコンパイラを使う場合の設定例

   FORTRAN = gfortran -fimplicit-none -g -fexceptions -m32 -mthreads
   ...
   LOADER  = gfortran -fimplicit-none -g -fexceptions -m32 -mthreads
   

   

   ■ MinGW のコンパイラを使う場合の設定例

   FORTRAN = i686-w64-mingw32-gfortran -fimplicit-none -g -fexceptions -m32 -mthreads
   ...
   LOADER  = i686-w64-mingw32-gfortran -fimplicit-none -g -fexceptions -m32 -mthreads
   

   

8. make.inc を編集し，TIMER を設定

   make.inc を編集し，TIMER の行を書き換えます。

   TIMER     = INT_ETIME
   

   

9. make.inc を編集し，LAPACKLIB, TMGLIB を設定

   ■ GNU のコンパイラを使う場合の設定例

   LAPACKLIB    = liblapack_LINUX.a
   TMGLIB       = libtmglib_LINUX.a
   

   

   ■ MinGW のコンパイラを使う場合の設定例

   LAPACKLIB    = liblapack_LINUX.lib
   TMGLIB       = libtmglib_LINUX.lib
   

   

10. （オプション）make.inc を編集し，OPTS を設定

    make.inc を編集し，OPTS の行を書き換えます。

    OPTS の設定例は，次の通り．（意味がよく分からないという人は，無理に OPTS を書き換える必要はありません）

    OPTS     = -O
    

    

    ※ Core2 プロセッサの場合は， 「OPTS = -O3 -fno-tree-vectorize -msse4.2 -march=native」のように設定してもいいでしょう．※ -fno-tree-vectorize を付けているのは gcc4.4 におけるバグ（＝伝聞情報）の回避のため．

    

11. ビルド

    ■ GNU のコンパイラを使う場合の実行例

    make CC=gcc-4 CPP=cpp-4
    

    

    ■ MinGW のコンパイラを使う場合の設定例

    cd /usr/i686-w64-mingw32/sys-root/mingw/bin
    cp * /usr/bin
    cd /tmp/lapack-3.3.1
    make CC=i686-w64-mingw32-gcc CPP=i686-w64-mingw32-cpp
    

    

12. ビルド結果の確認

    ■ GNU のコンパイラを使う場合の実行結果例

    
    GotoBLAS の場合の make の結果（例）

    ※ 次のようにリンクエラーが出る場合には，GotoBLAS2 や ATLAS のインストールが済んでいない．だが，インストールまで強行した方が良い．

    

    ■ MinGW のコンパイラを使う場合の実行結果例

    

    MinGW のコンパイラを使うとき、次のようなエラーメッセージが出ることがあります。 そのときは、make.inc の FORTRAN, LOADER の行の設定を変えて、make clean; make を実行するとエラーが解決する場合があります．

    

13. インストール

    ※ ファイルが無いよ！　というときは、 まず、ビルド時にエラーメッセージが出ていないことを確認．あとは make.inc の LAPACKLIB, TMGLIB を確認。

    ■ GNU のコンパイラを使う場合の実行手順例

    cd /tmp/lapack-3.3.1
    cp liblapack_LINUX.a /usr/lib
    cp libtmglib_LINUX.a /usr/lib
    

    

    ■ GNU のコンパイラを使う場合の実行手順例

    cd /tmp/lapack-3.3.1
    cp liblapack_LINUX.lib /usr/lib
    cp libtmglib_LINUX.lib /usr/lib
    

    

14. （オプション）ダイナミックリンクライブラリの生成とインストール

    rm -rf hoge
    mkdir hoge
    cd hoge
    ar x ../lapack_LINUX.a
    gfortran -shared -o ../lapack_LINUX.dll ./*.o -L/usr/atlas/lib -lptf77blas -latlas -lgfortran
    cd ..
    cp lapack_LINUX.dll /usr/lib/liblapack_LINUX.dll
    
    rm -rf hoge
    mkdir hoge
    cd hoge
    ar x ../tmglib_LINUX.a
    gfortran -shared -o ../tmglib_LINUX.dll ./*.o -llapack_LINUX -L/usr/atlas/lib -lptf77blas -latlas -lgfortran
    cd ..
    cp tmglib_LINUX.dll /usr/lib/libtmglib_LINUX.dll
    

15. （オプション）variants のビルド

    make variants
    

    

16. （オプション）make variants_testing の実行とインストール

    make variants_testing
    cd SRC/VARIANTS/LIB
    cp *.a /usr/lib