Windows下MSYS2中编译OpenBLAS过程记录

阳光穿透心脏的1/2处 2022-06-13 13:38 348阅读 0赞

OpenBLAS([https://github.com/xianyi/OpenBLAS][https_github.com_xianyi_OpenBLAS])目前已经提供了CMakeLists.txt，在Windows下可以通过cmake生成Makefile脚本,然后用MinGW或GCC编译。  
但是，CMakeLists.txt中已经有警告申明,cmake支持还在实验中，并不会生成与OpenBLAS自带的Makefiles相同的内容,而且只支持32位编译，而且目前版本的CMakeLists.txt并没有提供install功能(而这也是我需要的)。

> message(WARNING “CMake support is experimental. This will not produce the same Makefiles that OpenBLAS ships with. Only x86 support is currently available.”)  
> [https://github.com/xianyi/OpenBLAS/blob/develop/CMakeLists.txt][https_github.com_xianyi_OpenBLAS_blob_develop_CMakeLists.txt]

这诸多限制，带来问题就是用在windows下用cmake编译OpenBLAS并不方便，也不完全满足工程化要求。

好在OpenBLAS官网上提供了关于在windwos下编译的说明文件[《How to use OpenBLAS in Microsoft Visual Studio》][How to use OpenBLAS in Microsoft Visual Studio],看了这篇文章我搞明白了，在Windows下编译OpenBLAS正确的打开方式是在MSYS2下用MinGW编译。

# MSYS2是什么？ #

Minimal GNU（POSIX）system on Windows，是MinGW提供的一个小型的GNU环境，包括基本的bash，make等等。与Cygwin大致相当。

> MSYS的官网 [http://www.mingw.org/wiki/MSYS][http_www.mingw.org_wiki_MSYS]

简单说MSYS就相当于一个在Windows下运行的linux bash shell环境，支持绝大部分linux常用命令，说得更明白点，就是linux下的sh脚本可以在这个环境下执行，linux下的Makfile也可以在这个环境下用MinGW编译  
![这里写图片描述][SouthEast]

而MSYS2 是一个独立项目，它重写了MSYS， MSYS2安装更简单，使用更方便，还提供pacman工具进行软件包的安装管理(就像ubuntu 的apt-get,centos 的 yum)，

> MSYS2官网 [http://www.msys2.org/][http_www.msys2.org]

所以有了MSYS2的帮助再加上MinGW，我们可以直接在Windows下make 编译OpenBLAS的Makefile，而不需要用cmake

# MSYS2安装 #

安装MSYS2很简单，去这里下载.tar.xz或.exe [http://repo.msys2.org/distrib/][http_repo.msys2.org_distrib]  
.tar.xz文件解压出来就可以了，当然你也可以下载.exe文件执行安装(这要写Windows注册表)  
我选择直接解压.tar.xz文件来安装

# 安装MinGW编译器 #

MSYS2本身的pacman可以提供软件安装功能(参见上面MSYS2的官网上的示例)，通过pacman就可以安装mingw-w64提供的mingw编译器。

# 安装 mingw64 64位编译器
    $ pacman -S mingw-w64-x86_64-gcc
    # 安装 mingw32 32位编译器
    $ pacman -S mingw-w64-i686-gcc

你也可以到 mingw-w64([http://www.mingw-w64.org/][http_www.mingw-w64.org]) 或mingw ([http://www.mingw.org/][http_www.mingw.org])官网下载你需要的编译器版本

这里给出mingw-w64提供的32/64位编译器(5.4.0 posix)的下载地址:  
mingw32编译器:  
[https://nchc.dl.sourceforge.net/project/mingw-w64/Toolchains%20targetting%20Win32/Personal%20Builds/mingw-builds/5.4.0/threads-posix/dwarf/i686-5.4.0-release-posix-dwarf-rt\_v5-rev0.7z][https_nchc.dl.sourceforge.net_project_mingw-w64_Toolchains_20targetting_20Win32_Personal_20Builds_mingw-builds_5.4.0_threads-posix_dwarf_i686-5.4.0-release-posix-dwarf-rt_v5-rev0.7z]  
mingw64编译器  
[https://nchc.dl.sourceforge.net/project/mingw-w64/Toolchains%20targetting%20Win64/Personal%20Builds/mingw-builds/5.4.0/threads-posix/seh/x86\_64-5.4.0-release-posix-seh-rt\_v5-rev0.7z][https_nchc.dl.sourceforge.net_project_mingw-w64_Toolchains_20targetting_20Win64_Personal_20Builds_mingw-builds_5.4.0_threads-posix_seh_x86_64-5.4.0-release-posix-seh-rt_v5-rev0.7z]

下载的mingw编译器压缩包，解压到本地文件夹就算是安装好了。

# 编译OpenBLAS #

首先进入 MSYS2 shell  
如下在MSYS2的usr\\bin文件下执行 bash -l,就进入了

> d:\\msys64\\usr\\bin>bash -l

## 安装perl ##

OpenBLAS Makefile脚本中有用到perl，所以在make之前要先安装perl

$ pacman -S --noconfirm perl

![这里写图片描述][SouthEast 1]

## 编译 OpenBLAS ##

以下是MSYS2中执行编译OpenBLAS的shell脚本

#!/bin/bash
    # 将自己的MinGW编译器加入搜索路径
    export PATH=/D/tools/mingw64/bin:$PATH ;
    # 切换到 OpenBLAS 源码文件夹 
    cd "/D/source/OpenBLAS-0.2.18" ; 
    # 先执行make clean
    echo start make clean,please waiting...;
    # 清除之前编译生成的中间文件
    mingw32-make clean ;
    # 出错就中止编译
    if [ ! $? ];then exit -1;fi; 
    # -j 选项用于指定多线程编译
    # 编译OpenBLAS很耗时,多线程编译才能提高编译速度
    # 如果你的MinGW编译器有make.exe，这里mingw32-make也可以替换为make
    mingw32-make -j 8 NOFORTRAN=1 \
            BINARY=64 \
            DEBUG=0  \
            DYNAMIC_ARCH=1 
            USE_THREAD=1 \
            NUM_THREADS=24; 
    if [ ! $? ];then exit -1;fi;
    # 删除安装路径
    rm "/D/release/OpenBLAS_windows_gcc540_x86_64" -fr;
    #if [ ! $? ];then exit -1;fi;
    # 安装到指定的位置 /D/release/OpenBLAS_windows_gcc540_x86_64 
    mingw32-make install PREFIX="/D/release/OpenBLAS_windows_gcc540_x86_64" NO_LAPACKE=1

# OpenBLAS编译参数简介 #

BINARY=64

> 用于指定编译32位还是64位代码

DYNAMIC\_ARCH=1

> 指定使用动态核心模式(DYNAMIC\_ARCH),  
> DYNAMIC\_ARCH是指OpenBLAS 库中同时包含支持多种 cpu 核心架构的代码,  
> OpenBLAS可以在运行时自动切换到合适的架构代码(编译耗时较长)  
> 如果不指定此参数则会自动检测当前 cpu ,编译出适合当前 cpu 架构的OpenBLAS库(编译时间较短),  
> 在其他不同架构的cpu上运行可能会存在指令集兼容性问题

USE\_THREAD=1

> 指定使用多线程,OpenBLAS默认就是使用多线程模式，所以这个参数可以去掉

NUM\_THREADS=24

> 多线程模式时最大线程数,如果不指定则定义为当前cpu的核心数

关于 OpenBLAS 的参数更详细的说明参见 OpenBLAS 源码文件夹下的 GotoBLAS\_02QuickInstall.txt,Makefile.rule,USAGE.md等文件,以及 OpenBLAS官网的说明([https://github.com/xianyi/OpenBLAS][https_github.com_xianyi_OpenBLAS])

# Visual Studio 中导入OpenBLAS库 #

根据OpenBLAS官网的[说明][How to use OpenBLAS in Microsoft Visual Studio]，MSVC下只能使用OpenBLAS动态库，MinGW则动态库和静态库都可以使用。  
MSVC下导入动态库就是将libopenblas.dll.a加入连接库的清单，这里.dll.a等同于动态库导入库(import library).lib

> Limitations  
> Both static and dynamic linking are supported with MinGW. With Visual Studio, however, only dynamic linking is supported and so you should use the import library.  
> @ [https://github.com/xianyi/OpenBLAS/wiki/How-to-use-OpenBLAS-in-Microsoft-Visual-Studio][How to use OpenBLAS in Microsoft Visual Studio]

参考资料  
[《How to use OpenBLAS in Microsoft Visual Studio》][How to use OpenBLAS in Microsoft Visual Studio]  
[《MSYS2-installation》][MSYS2-installation]

[https_github.com_xianyi_OpenBLAS]: https://github.com/xianyi/OpenBLAS
[https_github.com_xianyi_OpenBLAS_blob_develop_CMakeLists.txt]: https://github.com/xianyi/OpenBLAS/blob/develop/CMakeLists.txt
[How to use OpenBLAS in Microsoft Visual Studio]: https://github.com/xianyi/OpenBLAS/wiki/How-to-use-OpenBLAS-in-Microsoft-Visual-Studio
[http_www.mingw.org_wiki_MSYS]: http://www.mingw.org/wiki/MSYS
[SouthEast]: /images/20220613/cc078fbeb971447e88f69fc620eed0f7.png
[http_www.msys2.org]: http://www.msys2.org/
[http_repo.msys2.org_distrib]: http://repo.msys2.org/distrib/
[http_www.mingw-w64.org]: http://www.mingw-w64.org/
[http_www.mingw.org]: http://www.mingw.org/
[https_nchc.dl.sourceforge.net_project_mingw-w64_Toolchains_20targetting_20Win32_Personal_20Builds_mingw-builds_5.4.0_threads-posix_dwarf_i686-5.4.0-release-posix-dwarf-rt_v5-rev0.7z]: https://nchc.dl.sourceforge.net/project/mingw-w64/Toolchains%20targetting%20Win32/Personal%20Builds/mingw-builds/5.4.0/threads-posix/dwarf/i686-5.4.0-release-posix-dwarf-rt_v5-rev0.7z
[https_nchc.dl.sourceforge.net_project_mingw-w64_Toolchains_20targetting_20Win64_Personal_20Builds_mingw-builds_5.4.0_threads-posix_seh_x86_64-5.4.0-release-posix-seh-rt_v5-rev0.7z]: https://nchc.dl.sourceforge.net/project/mingw-w64/Toolchains%20targetting%20Win64/Personal%20Builds/mingw-builds/5.4.0/threads-posix/seh/x86_64-5.4.0-release-posix-seh-rt_v5-rev0.7z
[SouthEast 1]: /images/20220613/bac18eaf75a14c7797eb44a80be26a4d.png
[MSYS2-installation]: https://github.com/msys2/msys2/wiki/MSYS2-installation