linux下Fortran编译Lapack、clapack库及使用的方法

1、获取lapack源代码

wget http://www.netlib.org/lapack/lapack-3.6.1.tgz

2、解压后编译

cd /mybk/lapack-3.6.1

cp make.inc.example make.inc

make后获得liblapack.a  librefblas.a  libtmglib.a

3、拷贝到系统库路径如/opt/local/lib

4、测试：

tetst.f

! gfortran -o test test.f -L/opt/local/lib -llapack -lrefblas      
       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

gfortran -o test test.f -L/opt/local/lib -llapack -lrefblas

$ ./test 
 a=   2.00000000       0.00000000       0.00000000       0.00000000       3.00000000       0.00000000       0.00000000       0.00000000       4.00000000    
 b=   998.000000       999.000000       1000.00000    
 solve=   499.000000       333.000000       250.000000

test2.s

! gfortran -o test2 test2.f -L/opt/local/lib -llapack -lrefblas      
      program Console1
      external dgesv
      integer n, lda, nrhs, ldb
      parameter (n=2,lda=2,nrhs=1,ldb=2)
      double precision A(lda,n)
      double precision b(ldb,nrhs)
      character byebye
      integer ipiv(n), info, i, j
      A(1,1)=1
      A(1,2)=2
      A(2,1)=3
      A(2,2)=4
      B(1,1)=5
      B(2,1)=6
      write(*,*) 'Hello World'
      call dgesv(n,nrhs,A,lda,ipiv,b,ldb,info)
      write(*,*) 'INFO =', info
      write(*,*) ((A(i,j),i=1,lda),j=1,n)
      write(*,*) ((B(i,j),i=1,ldb),j=1,nrhs)
      write(*,*) "END OF PROGRAM..."
      end program Console1

$ gfortran -o test2 test2.f -L/opt/local/lib -llapack -lrefblas
$ ./test2
 Hello World
 INFO =           0
   3.0000000000000000       0.33333333333333331        4.0000000000000000       0.66666666666666674     
  -3.9999999999999987        4.4999999999999991 

或直接安装

sudo apt install libopenblas-base libopenblas-dev liblapacke liblapacke-dev liblapack3 liblapack-dev libtmglib3 libtmglib-dev

编译： gfortran -o test2 test2.f -llapack

5、CLAPACK的安装与简单使用

CLAPACK是没有源的，只能从其主页上下载源码本身编译http://www.netlib.org/clapack/clapack.tgz，解压。在其目录下的INSTALL目录中有make.inc的范本文件，好比在linux下就是make.inc.LINUX，将这个文件拷到CLAPACK目录下并更名为make.inc。

首先编译F2CLIBS，用于将fortran转换为c语言，在CLAPACK目录下，make f2clib，在
CLAPACK/F2CLIBS下就会生成libf2c.a。
编译tmglib，在CLAPACK目录下，make tmglib，会生成CLAPACK/tmglib_LINUX.a。
编译blas，在CLAPACK目录下，make blaslib，会生成CLAPACK/blas_LINUX.a。
最后是编译CLAPACK，make，会生成CLAPACK/lapack_LINUX.a
 CLAPACK下的clapack.h就是所须要的头文件，除此以外还须要的一个头文件是F2CLIBS/f2c.h。

 为方便使用，将必要的include文件和lib文件集中到一个目录下（如/mybk/CLAPACK）：

~/prg/Fortran95/lapack$ tree /mybk/CLAPACK
/mybk/CLAPACK
├── include
│   ├── blaswrap.h
│   ├── clapack.h
│   └── F2CLIBS
│       └── f2c.h
└── lib
    ├── blas_LINUX.a
    ├── lapack_LINUX.a
    ├── libcblaswr.a
    ├── libf2c.a
    └── tmglib_LINUX.a

 

如今就经过使用CLAPACK中的一个函数sgesv_解线性方程组来学习一下使用的方法。
 
包括此函数在内的全部函数能够在CLAPACK/SRC下找到源代码，并在代码中有函数参数的说明信息。sgesv_的代码文件就是sgesv.c。
 
int sgesv_(integer *n, integer *nrhs, real *a, integer *lda, integer *ipiv, real *b, integer *ldb, integer *info)
 
sgesv_的功能是使用LU分解法解线性方程组AX=B，其中A是一个n*n的方阵。
 
integer *n, 方程的个数，也就是A的行数和列数
integer *nrhs, B的列数
real *a, 存储矩阵A数据的一维数组，在fortran中，数组是列主序存储，在此a中的二维数据也必须是列主序
integer *lda, 等于n
integer *ipiv, 一个输出数据数组，数组大小是n，具体什么功能不太明白，可是彷佛不影响最后结果，谁明白请告诉我
real *b,存储矩阵B数据的一维数组，在fortran中，数组是列主序存储，在此b中的二维数据也必须是列主序
integer *ldb, 等于n
integer *info,输出参数，若是返回此参数为0，表示函数正常退出，不然表示出错。

代码：

//  g++ -o clapackdemo clapackdemo.cpp -I/mybk/CLAPACK/include /mybk/CLAPACK/lib/lapack_LINUX.a  /mybk/CLAPACK/lib/blas_LINUX.a  /mybk/CLAPACK/lib/tmglib_LINUX.a /mybk/CLAPACK/lib/libf2c.a

#include <cstdlib>  
#include <iostream>
using namespace std;

#include<F2CLIBS/f2c.h>
//由于程序是C++，而CLAPACK是C语言写的，因此在此处用extern关键字
extern"C"
{
	#include<clapack.h>
}
int main(void){
	integer M=3;
	integer N=1;
	
	real a[9]={4,3,11,2,-1,0,-1,2,3};
	real b[3]={2,10,8};

	integer lda;
	integer ldb;
	
	integer INFO;
	
	lda=M;
	ldb=M;
	
	integer ipiv[M];
	
	sgesv_(&M, &N, a, &lda,ipiv, b, &ldb, &INFO);
	
	if(INFO==0)
	    for(int i=0;i<M;i++) 
			cout<<b[i]<<endl;	
	else
	    cout<<"Failed."<<endl;

	return EXIT_SUCCESS;
}

编译运行：

$ g++ -o clapackdemo clapackdemo.cpp -I/mybk/CLAPACK/include /mybk/CLAPACK/lib/lapack_LINUX.a  /mybk/CLAPACK/lib/blas_LINUX.a  /mybk/CLAPACK/lib/tmglib_LINUX.a /mybk/CLAPACK/lib/libf2c.a
$ ./clapackdemo 
-14
56
54