疎行列連立一次方程式（Ax=B）の計算には，MKLに収録されている”PARDISO”を使っていたが，環境をintel fortran + MKL からgfortran + Lapack95 に移行したのに合わせて，”SuperLU”に移行したのでメモ．（OSは，fedora 22）

まず，SuperLUをインストール．

#dnf install SuperLU

次に，正常にインストールできていることを確認する．

サンプルコードを入手するため，まずSuperLU本体をココ(http://crd-legacy.lbl.gov/~xiaoye/SuperLU/)からダウンロードする．

次に/SuperLU_*/EXAMPLE (*はSuperLUのver.)の中に入っている，”superlu.c”を以下コマンドでコンパイル／実行する．（ここで，superlu.cの冒頭を”int main(int argc, char *argv[]”と書き換えないとコンパイルは通らないので注意．）

$gcc -lsuperlu -I/usr/include/SuperLU superlu.c

$./a.out

正常なら上記コンパイル及び実行ができるはず．

 

C言語からはSuperLUを直接利用できる．しかし，FortranからSuperLUを使用する場合，ラッパーを書いてあげる必要がある．（/SuperLU_*/FORTRAN 内のファイルを参考にすると良い）

そこで，ラッパーとなるCプログラム(dgssv.c)と，SuperLUを呼び出すFortranプログラム(test.f90)を書いてみた．

• dgssv.c
• test.f90

なお，test.f90では例として，

A =
1 2 3 0
0 0 0 1
2 0 0 2
0 1 0 1

B =
2
3
1
2

の疎行列連立方程式を解くこととしている．

SuperLUでは，CRS形式またはCCS形式（疎行列の格納方法はココを参照）等の疎行列格納方法を使用できる．今回はCRS形式を使用することとしている．

もし，CCSなど別の形式を使用したい場合は，dgssv.cの中身を書き換える必要がある．（superlu.cはCCS形式で計算しているので，比較すればどのあたりを変えればいいかわかるはず．）

また，FortranからC言語で書いたプログラムを呼ぶ場合は，配列の処理等々注意する必要がある．（ココを参考）

dgssv.c と test.f90をコンパイルするには，以下コマンドを叩く．

$gcc -c -I/usr/include/SuperLU dgssv.c

$gfortran -lsuperlu -lblas dgssv.o test.f90

うまくコンパイルできていれば，”a.out”ができているので，実行すれば以下が表示されるはず．

$./a.out

Success dgssv
-2.5000000000000000
-1.0000000000000000
2.1666666666666665
3.0000000000000000

 

参考だがSuperLUでは，様々な設定ができる．具体的にはdgssv.cの中の以下で設定している．

set_default_options(&options);
options.ColPerm = NATURAL;

上記では，まずすべての設定をデフォルトとし，そのうち”ColPerm”の内容だけ，”NATURAL”に変更している．

なお設定項目の詳細は，/SuperLU_*/DOC 内のSuperLUのマニュアルに記載してあるので参照のこと．

 

参考

http://www.yolinux.com/TUTORIALS/LinuxTutorialMixingFortranAndC.html

http://netlib.org/linalg/html_templates/node91.html

intel fortran + MKL から，gfortran + Lapack95 に移行したのでメモ．（OSは，fedora 22）

まず，gfortran と LAPACK をインストール．（BLASも依存関係にあるので，同時に入るはず）

#dnf install gcc-gfortran lapack lapack-devel

問題なくインストールできていれば，DGESVのサンプルコード(software.intel.com)を “test.f” に保存して

$gfortran test.f -lblas -llapack

でコンパイルできるはず．

 

次に，LAPACK95のソースをNetlib（http://www.netlib.org/lapack95/）からダウンロードし，”lapack95.tgz”を適当なところに解凍する．

“LAPACK95″というディレクトリができているはずなので，その中で以下を実行．

$ mv SRC/makefile SRC/Makefile
$ mkdir lapack95_modules

“make.inc” を以下の通り編集．

FC = gfortran
FC1 = gfortran

OPTS0 = -O3
MODLIB = -I./../lapack95_modules
OPTS1 = -c $(OPTS0)
OPTS3 = $(OPTS1) $(MODLIB)
OPTL = -o
OPTLIB =

LAPACK_PATH = -L/usr/lib64

LAPACK95 = -llpack95
LAPACK77 = -llapack
TMG77 = -ltmglib
BLAS = -lblas

最後に，以下を実行してLAPCK95をコンパイル．

$ cd SRC
$ make single_double_complex_dcomplex

これで”lapack95.a” と “lapack95_modules” 内に，モジュール中間ファイルが作成されているはず．

後は，適当なディレクトリ（例えば”/usr/lib64/lapack95″, “/usr/include/lapack95″）を作ってその中にlapack95.aとlapack95_modulesをコピー．

# mkdir /usr/lib64/lapack95
# mkdir /usr/include/lapack95

# cp lapack95.a /usr/lib64/lapack95/liblapack95.a
# cp lapack95_modules/*.mod /usr/include/lapack95

そんでもって “liblapack95.a”に対し,pathの通っている”/usr/lib64″へシンボリックリンクを貼る．

# ln -s /usr/lib64/lapack95/liblapack95.a /usr/lib64/liblapack95.a

これでLAPACK95を使う準備完了のはず．ココ(http://nagappi.hatenablog.com)のサンプルコードを，”inv.f90″に保存して以下が実行できていればOKな「はず」．

$ gfortran inv.f90 -llapack95 -llapack -lblas -I/usr/include/lapack95/

参考

http://www.rcs.arch.t.u-tokyo.ac.jp/kusuhara/tips/linux/fortran.html

http://nagappi.hatenablog.com/entry/20121227/1356582470