windows下使用Armadillo+openBLAS

最近做图像处理相关的工作，涉及到图像数据的协方差矩阵及其逆矩阵的求解，比如在PCA算法以及RXD异常检测算法中都需要求解协方差矩阵；虽然可以自己基于指针的方法求解，但是对于数据较大时，效率很难保证（也许是笔者能力有限吧），但是在求逆矩阵时还是得需要用到其它库（当然大牛也可以自己写），所以就在网上查找了相关第三方开源矩阵库；总体来说，比较推荐的库有Armadillo，Eigen等，其中，Armadillo可以配合其它库进行加速，比如“Armadillo + BLAS + LAPACK”组合或“Armadillo + OpenBLAS”组合，第二种组合推荐的比较多，那么为什么呢？原因是因为OpenBLAS对intel cpu会进行一些优化，所以速度上也就有了一定的提升，另外值得一提的是OpenBLAS是由中国人负责开发的。Eigen也是比较推荐的一个，使用比较方便，只需要在工程中包含相应的头文件即可使用。好了，关于上面提到的两个库，有兴趣的读者可以自行Google或百度了解更多。

先来一张图，关于线性代数库的一些基本关系：

1. Armadillo

首先是下载Armadillo，目前最新版是armadillo-7.400.1.tar.xz，下载好后解压出来，然后将里面的头文件即include文件夹拷贝出来，放到你想放的位置，比如我将拷贝出来的放到“D:\Code\3rdPart\Armadillo-7.400.1”目录下。

2. Armadillo + BLAS + LAPACK

下载BLAS和LAPACK，网上有挺多地址可以下载到，不同地址下载下来的可能会存在效率不同问题，但是应该区别不会太大吧。这里推荐一个下载地址，也是Armadillo例子中自带BLAS和LAPACK的来源，点我下载。（貌似需要翻墙）

这里我以Win-32-Debug版为例介绍，同样将下载下来的文件解压，然后将里面的文件拷贝到你想放置的位置，比如我放置在“D:\Code\3rdPart\LAPACK&BLAS\LAPACK-3.2.1_Debug_x86”目录下，目录下包括blas_win32_MTd.dll，blas_win32_MTd.lib，lapack_win32_MTd.dll，lapack_win32_MTd.lib四个文件。

好了，上面的准备工作已经完成，下面就要在项目中使用该矩阵库，新建一个win32空项目，为了方便，这里用Armadillo里自带的例子，直接将example1.cpp文件拷贝到我们的项目中，然后在工程中打开；然后将Armadillo中的include文件夹包含到工程属性中的C/C++常规中的附加依赖项中，将BLAS和LAPACK的lib文件所在路径添加到链接中的常规附加依赖项中去，再将blas_win32_MTd.lib，lapack_win32_MTd.lib添加到链接中的输入中，配置如下所示：

运行结果（注意将blas_win32_MTd.dll，lapack_win32_MTd.dll拷贝置*.exe所在目录下）：

3. Armadillo + OpenBLAS

下载OpenBLAS（注意下载.zip结尾的那个文件，下载另一个.tar.gz结尾的编译出来的结果不正确，不知道为啥，有知道的请告知一下），目前最新版是OpenBLAS-0.2.18，为了编译方便，我将解压后的文件全部拷贝至“D:\OpenBLAS”目录下。

下载MinGW，然后检查gcc版本，如果低于4.7，那么进行升级，否则直接编译即可，命令如下：

gcc -v 查看gcc版本

mingw-get removegcc  卸载gcc

mingw-get updatagcc 更新gcc

minge-get upgradegcc       升级gcc

确保gcc版本不低于4.7之后，在Mysys shell中进入OpenBLAS目录，利用make命令进行编译，这里需要说明一下，如果直接输入make开始编译，则make会自动探测机器的一些基本属性，比如笔者的机器是64位系统，则直接make的结果是默认生成64位的Release版的OpenBLAS；更多的时候是需要Debug版，这时可在make后面跟上选项"DEBUG=1"，表示生成的是Debug版，另外选项“BINARY=32”或“BINARY=64”表示生成32位或64位的OpenBLAS，更多的编译选项可参考http://my.oschina.net/xianyi/blog/101897?p={{page}}。

make DEBUG=1 BINARY=32

这里以编译32位的Debug版OpenBLAS为例，在编译好之后，会在OpenBLAS目录下生成libopenblas.a和libopenblas.dll两个文件，接着输入如下命令将生成的结果安装到指定目录中去：

make PREFIX=/c/warmerda/OpenBLAS install

安装完毕后，在C:\warmerda\OpenBLAS目录下会出现include和lib和bin三个目录，include中包含库的头文件，lib目录里是libopenblas.a和libopenblas.dll.a两个文件，其中libopenblas.a是MinGW的lib库文件，bin文件中存放libopenblas.dll文件，libopenblas.dll是Windows的动态库文件，目前我们只有动态库，没有lib文件，因此需要进一步处理，生成windows的lib文件才可以使用。

Mingw实际上提供了一个工具用于完成这个事情，只是在HOWTO Create an ImportLibrary for a DLL using MinGW一文中他们自己都没有说清楚，对于libopenblass.dll，在MinGW下使用下面的命令生成def文件（需要首先切换到libopenblas.dll所在目录）：

pexports libopenblas.dll > libopenblas.def 

如果Mingw提示没有pexports命令，我们只需要使用Mingw-get安装一下即可：

mingw-get install pexports

然后使用lib命令（VC中的工具），生成lib文件，如下：

lib /machine:X86 /def:libopenblas.def

其中，X86表示32位，X64表示64位，可根据具体情况修改。这样，我们就生成了libopenblas.lib文件，至此，对于OpenBLAS的编译工作已全部完成，下面就是测试编译的结果是否成功。

测试：

新建一个Win32控制台空项目，然后将example1.cpp拷贝至该工程中，在项目的属性C/C++常规中的附加依赖项添加Aramdillo和OpenBlas的include目录，在链接中的常规的附加依赖项里添加OpenBLAS的lib库的目录，并且把libopenblas.lib加入到链接中的输入的附加依赖项里就可以使用OpenBlas库了。

注意这里，我们只依赖了OpenBLAS的库，并没有使用BLAS和LAPACK的库，这是因为在使用OpenBLAS的时候不需要额外添加那两个库。

然后运行程序（需要将libopenblas.dll拷贝至*.exe所在目录），如下：

在运行的时候可能会报提示缺少libgcc_s_dw2-1.dll，libgfortran-3.dll，libquadmath-0.dll这三个动态库，解决方法就是到MinGW的安装目录的bin文件夹下找到这三个文件，然后拷贝至*.exe所在目录即可。

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参考：http://blog.csdn.net/ldd530314297/article/details/41328951