金子邦彦研究室 ▶ インストール ▶ Windows の種々のソフトウェア（インストール） ▶ OpenBLAS のインストール（ソースコードを使用）（clang, flang を利用）（Windows 上）

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OpenBLAS のインストール（ソースコードを使用）（clang, flang を利用）（Windows 上）

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BLAS(Basic Linear Algebra Subprograms)は，行列演算，ベクトル演算の機能をもったプログラム群である．

【目次】

  1. 前準備
  2. perl, nijna, clang, flang および関連パッケージのインストール（conda3 を使用）
  3. Windows で OpenBLAS をソースコードからビルドして，インストールする
  4. OpenBLAS の動作確認

【サイト内の関連ページ】

下に書いているように，vcpkg を利用してインストールすることができる． 特に問題がない場合には vcpkg の利用してのインストールを検討しよう． vcpkg を使わずにインストールする必要がある場合は，このページの手順によりインストールを行うことができる．

OpenBlas のインストール（vcpkg を利用）（Windows 上）

  1. Git のインストール

    Windows での Git のインストール: 別ページ »で説明している．

  2. Build Tools for Visual Studio 2022 （ビルドツール for Visual Studio 2022）のインストール

    Windows での Build Tools for Visual Studio 2022 （ビルドツール for Visual Studio 2022） のインストール: 別ページ »で説明している．

  3. vckpg のインストール

    Windows で，コマンドプロンプトを管理者として実行．

    次のコマンドを実行 

    if not exist c:\vcpkg (
  cd c:\
  rmdir /s /q vcpkg
  git clone https://github.com/microsoft/vcpkg
  cd c:\vcpkg
  git pull
  .\bootstrap-vcpkg.bat
  .\vcpkg update
  .\vcpkg integrate install  
  powershell -command "[System.Environment]::SetEnvironmentVariable(\"VCPKG_ROOT\", \"c:\vcpkg\", \"Machine\")"
  powershell -command "[System.Environment]::SetEnvironmentVariable(\"VCPKG_DEFAULT_TRIPLET\", \"x64-windows\", \"Machine\")"
  powershell -command "[System.Environment]::SetEnvironmentVariable(\"CMAKE_TOOLCHAIN_FILE\", \"c:/vcpkg/scripts/buildsystems/vcpkg.cmake\", \"Machine\")"
  powershell -command "$oldpath = [System.Environment]::GetEnvironmentVariable(\"LIB\", \"Machine\"); $oldpath += \";c:\vcpkg\installed\x64-windows\lib\"; [System.Environment]::SetEnvironmentVariable(\"LIB\", $oldpath, \"Machine\")"
  powershell -command "$oldpath = [System.Environment]::GetEnvironmentVariable(\"INCLUDE\", \"Machine\"); $oldpath += \";c:\vcpkg\installed\x64-windows\include\"; [System.Environment]::SetEnvironmentVariable(\"INCLUDE\", $oldpath, \"Machine\")"
  powershell -command "$oldpath = [System.Environment]::GetEnvironmentVariable(\"Path\", \"Machine\"); $oldpath += \";c:\vcpkg\"; [System.Environment]::SetEnvironmentVariable(\"Path\", $oldpath, \"Machine\")"
  powershell -command "$oldpath = [System.Environment]::GetEnvironmentVariable(\"Path\", \"Machine\"); $oldpath += \";c:\vcpkg\installed\x64-windows\bin\"; [System.Environment]::SetEnvironmentVariable(\"Path\", $oldpath, \"Machine\")"
)
  4. OpenBlas のインストール

    次のコマンドを実行 

    c:\vcpkg\vcpkg search openblas
c:\vcpkg\vcpkg install --triplet x64-windows openblas[threads]
powershell -command "[System.Environment]::SetEnvironmentVariable(\"OpenBLAS\", \"C:\vcpkg\installed\x64-windows\", \"Machine\")"
powershell -command "[System.Environment]::SetEnvironmentVariable(\"OpenBLAS_ROOT\", \"C:\vcpkg\installed\x64-windows\", \"Machine\")"

BLAS の主な機能（ごく一部を紹介）

前準備

Build Tools for Visual Studio 2022 （ビルドツール for Visual Studio 2022），Visual Studio 2022 のインストール（Windows 上）

【サイト内の関連ページ】

【関連する外部ページ】

Git のインストール（Windows 上）

Gitは，バージョン管理システム．ソースコードの管理や複数人での共同に役立つ．

【サイト内の関連ページ】

Windows での Git のインストール: 別ページ »で説明している．

【関連する外部ページ】

Git の公式ページ: https://git-scm.com/

CMake のインストール（Windows 上）

CMake はビルドツールである．

【サイト内の関連ページ】

Windows での cmake のインストール: 別ページ »で説明している．

【関連する外部ページ】

CMake の公式ダウンロードページ: https://cmake.org/download/

miniconda3 のインストール

Anaconda をすでにインストール済みのときは，miniconda をインストールしないこと（Anaconda3 の中の conda を使うことにする）

Windows での miniconda3 のインストール手順は， 別ページ »で説明している．

perl, nijna, clang, flang および関連パッケージのインストール（conda を使用）

  1. Windows で，コマンドプロンプトを管理者として実行

    コマンドプロンプトを管理者として実行: 別ページ »で説明

  2. perl, nijna, clang, flang および関連パッケージのインストール

    https://github.com/xianyi/OpenBLAS/wiki/Installation-Guide の記述による

    kitware/nijna の説明は https://github.com/Kitware/ninja

    miniconda3 をインストールしたときに，パスを通していなかった場合は，「conda」と書く代わりに，「c:\tools\miniconda3\Library\bin\conda.bat」あるいは「C:\ProgramData\miniconda3\scripts\conda」のようにフルパスで指定する． 

    conda install -y perl 
conda install -y -c conda-forge flang clangdev libflang
conda config --remove channels conda-forge
conda install -y -c isuruf kitware-ninja
conda config --remove channels isuruf
    [image]
  3. 新しく、 Windows のコマンドプロンプトを開く
  4. OpenBLAS のインストールの前に、perl, cmake の確認

    エラーメッセージが出なければ OK． 

    where perl
where cmake

    [image]
  5. clang, flang のバージョン、インストールディレクトリ等の確認 
    clang --version
flang --version

    [image]
  6. システム環境変数 LIB の先頭に次を追加

    miniconda3 の配下にインストールされたライブラリ等を有効にするため

    「c:\tools\miniconda3」は実際のインストールディレクトリに置き換えること 

    c:\tools\miniconda3\Library\lib

    [image]
  7. システム環境変数 CPATH の先頭に次を追加

    Anaconda3 の配下にインストールされたインクルードファイル等を有効にするため

    「c:\tools\miniconda3」は実際のインストールディレクトリに置き換えること 

    c:\tools\miniconda3\Library\include

    [image]

OpenBLAS のインストール（Windows 上）

【関連する外部ページ】 https://github.com/xianyi/OpenBLAS/wiki/Installation-Guide

  1. OpenBLAS のウェブページを開く

    https://www.openblas.net/

  2. このウェブページで利用条件などを確認

    必ず、最新情報を確認すること

    [image]
  3. Visual Studio の x64 Native Tools コマンドプロンプトを開く．

    起動は，Windows のメニューで「Visual Studio 20..」の下の「x64 Native Tools コマンドプロンプト (x64 Native Tools Command Prompt)」を選ぶ．「x64」は，64ビット版の意味である．

    「x64 Native Tools コマンドプロンプト (x64 Native Tools Command Prompt)」がないとき:

    C++ ビルドツール (Build Tools) のインストールを行うことで， 「x64 Native Tools コマンドプロンプト (x64 Native Tools Command Prompt)」がインストールされる．その手順は，別ページ »で説明

  4. OpenBLAS のインストールディレクトリを空にする 
    mkdir c:\tools
cd c:\tools
rmdir /s /q OpenBLAS

    [image]
  5. ソースコードのダウンロード 
    cd c:\tools
git clone https://github.com/xianyi/OpenBLAS.git

    [image]
  6. cmake の実行

    https://github.com/xianyi/OpenBLAS/wiki/Installation-Guide の記述による 

    cd c:\tools
cd OpenBLAS
rmdir /s /q build
mkdir build
cd build
del CMakeCache.txt
cmake .. -G "Ninja" ^
    -DCMAKE_C_COMPILER=clang-cl ^
    -DCMAKE_Fortran_COMPILER=flang ^
    -DNOFORTRAN=0 -DDYNAMIC_ARCH=OFF ^
    -DCMAKE_INSTALL_PREFIX="c:\tools\OpenBLAS" ^
    -DCMAKE_BUILD_TYPE=Release

    [image]
  7. cmake の結果の確認

    エラーメッセージが出ていないこと

    ※ ここでエラーが出た場合には、 「x64 Native Tools コマンドプロンプト」を使っていることを確認する ※ ここでエラーが出て、 「x64 Native Tools コマンドプロンプト」を使っている場合は、 システム環境変数 LIB、システム環境変数 CPATHを確認する

    [image]
  8. ビルド 
    cmake --build. --config Release --target install

    [image]
  9. ビルド結果の確認

    [image]
  10. c:\tools\OpenBLAS の下にファイルができるので確認する

    [image]

    [image]

    [image]
  11. Windows のシステム環境変数CPATH に c:\tools\OpenBLAS\include を追加

    Windows での環境変数の設定は，マイコンピュータを右クリック → プロパティ→ 詳細設定 → 環境変数をクリック

    Windowsの画面の表示では、「\」（円マーク）が表示される

    [image]
  12. Windows のシステム環境変数 LIB に c:\tools\OpenBLAS\lib を追加

    [image]
  13. Windows の システム環境変数 Pathに，c:\tools\OpenBLAS\bin を追加することにより，パスを通す．

    Windows で，コマンドプロンプトを管理者として実行

    コマンドプロンプトを管理者として実行: 別ページ »で説明

    次のコマンドを実行 

    powershell -command "$oldpath = [System.Environment]::GetEnvironmentVariable(\"Path\", \"Machine\"); $oldpath += \";c:\tools\OpenBLAS\bin\"; [System.Environment]::SetEnvironmentVariable(\"Path\", $oldpath, \"Machine\")"

    [image]
  14. Windows のシステム環境変数 OpenBLAS, OpenBLAS_HOME に c:\tools\OpenBLAS を設定

    これは OpenCV のビルドのときに利用される環境変数

OpenBLAS の動作確認

https://gist.github.com/xianyi/6930656 に掲載の プログラムを利用

Windows での確認手順と結果は次の通り

  1. Visual Studio の x64 Native Tools コマンドプロンプトを開く．

    起動は，Windows のメニューで「Visual Studio 20..」の下の「x64 Native Tools コマンドプロンプト (x64 Native Tools Command Prompt)」を選ぶ．「x64」は，64ビット版の意味である．

    「x64 Native Tools コマンドプロンプト (x64 Native Tools Command Prompt)」がないとき:

    C++ ビルドツール (Build Tools) のインストールを行うことで， 「x64 Native Tools コマンドプロンプト (x64 Native Tools Command Prompt)」がインストールされる．その手順は，別ページ »で説明

  2. プログラムの準備

    https://gist.github.com/xianyi/6930656 に掲載の プログラムを利用． hoge.cのようなファイル名で保存．

  3. ビルドして実行

    ビルド時にエラーが出たときは、システム環境変数 LIB を確認すること 

    cl hoge.c /I "c:\tools\OpenBLAS\include\openblas" openblas.lib
.\hoge.exe

    [image]

    次のように「コンピュータに openblas.dllがないため、プログラムを開始できません。」と表示される場合がある

    [image]

    このときは、 Windows のシステム環境変数 Path に c:\tools\OpenBLAS\bin を追加しているか、確認すること

サンプルプログラム

OpenBLAS を用いて行列の積を求める．実行結果は何も表示されない． 

#include "stdafx.h"
#include<stdlib.h>
#include<cblas.h>
#define N 2000

int main()
{
	// C = AB
	int i;
	double *A, *B, *C;

	A = (double *)malloc(sizeof(double) * N * N);
	B = (double *)malloc(sizeof(double) * N * N);
	C = (double *)malloc(sizeof(double) * N * N);

	for (i = 0; i < N * N; i++) {
		A[i] = (double)rand() / RAND_MAX;
		B[i] = (double)rand() / RAND_MAX;
	}
	cblas_dgemm(CblasRowMajor, CblasNoTrans, CblasNoTrans, N, N, N, 1.0, A, N, B, N, 0.0, C, N);

	free(A);
	free(B);
	free(C);

	return 0;
}

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