CMake - 将 Trilinos 与不同的 BLAS 和 LAPACK 实现联系起来

问题描述

我正在为 C++ 项目处理 CMake 输入文件，该项目使用 Trilinos 中的一些库。由于 Trilinos 依赖于（除其他外）BLAS 和 LAPACK，我需要为这些实现。更具体地说，我想将 OpenBLAS 和 scaLAPACK 实现与 Trilinos 结合使用。

我已经在我正在使用的系统上安装了 Trilinos。要使用 CMake 查找 Trilinos 安装，我使用了 find_package 功能。找到 Trilinos 后，我可以使用 Trilinos_TPL_LIST 和 Trilinos_TPL_LIBRARIES 变量来查看 CMake 正在使用哪些 TPL。我使用以下脚本执行此操作：

cmake_minimum_required(VERSION 3.13)

project(FindTrilinos
  LANGUAGES CXX
)

set(Trilinos_DIR "/usr/local/include/Trilinos/lib/cmake/Trilinos")
find_package(Trilinos required)

if(Trilinos_FOUND)
  message(STATUS "Trilinos_TPL_LIST = ${Trilinos_TPL_LIST}")
  message(STATUS "Trilinos_TPL_LIBRARIES = ${Trilinos_TPL_LIBRARIES}")
endif()

如您所见，我从设置 Trilinos_DIR 变量开始，以便 CMake 可以找到我的 Trilinos 安装（我需要提供此完整路径，否则找不到它）。然后我简单地使用 Trilinos 作为参数调用 find_package 功能。如果确实找到了 Trilinos，我会打印 Trilinos_TPL_LIST 和 Trilinos_TPL_LIBRARIES 变量的内容。

配置上面指定的 CMakeLists.txt 文件后，我得到以下输出：

-- Trilinos_TPL_LIST = DLlib;LAPACK;BLAS;MPI
-- Trilinos_TPL_LIBRARIES = /usr/lib/x86_64-linux-gnu/libdl.so;/usr/lib/x86_64-linux-gnu/liblapack.so;/usr/lib/x86_64-linux-gnu/libblas.so;/usr/lib/x86_64-linux-gnu/libdl.so;/usr/lib/x86_64-linux-gnu/liblapack.so;/usr/lib/x86_64-linux-gnu/libblas.so;/usr/lib/x86_64-linux-gnu/libdl.so;/usr/lib/x86_64-linux-gnu/liblapack.so;/usr/lib/x86_64-linux-gnu/libblas.so;/usr/lib/x86_64-linux-gnu/libdl.so;/usr/lib/x86_64-linux-gnu/liblapack.so;/usr/lib/x86_64-linux-gnu/libblas.so;/usr/lib/x86_64-linux-gnu/libdl.so;/usr/lib/x86_64-linux-gnu/liblapack.so;/usr/lib/x86_64-linux-gnu/libblas.so;/usr/lib/x86_64-linux-gnu/libdl.so;/usr/lib/x86_64-linux-gnu/liblapack.so;/usr/lib/x86_64-linux-gnu/libblas.so;/usr/lib/x86_64-linux-gnu/libdl.so;/usr/lib/x86_64-linux-gnu/liblapack.so;/usr/lib/x86_64-linux-gnu/libblas.so;/usr/lib/x86_64-linux-gnu/libdl.so;/usr/lib/x86_64-linux-gnu/liblapack.so;/usr/lib/x86_64-linux-gnu/libblas.so;/usr/lib/x86_64-linux-gnu/libdl.so;/usr/lib/x86_64-linux-gnu/liblapack.so;/usr/lib/x86_64-linux-gnu/libblas.so;/usr/lib/x86_64-linux-gnu/libdl.so;/usr/lib/x86_64-linux-gnu/liblapack.so;/usr/lib/x86_64-linux-gnu/libblas.so;/usr/lib/x86_64-linux-gnu/libdl.so;/usr/lib/x86_64-linux-gnu/liblapack.so;/usr/lib/x86_64-linux-gnu/libblas.so;/usr/lib/x86_64-linux-gnu/libdl.so;/usr/lib/x86_64-linux-gnu/liblapack.so;/usr/lib/x86_64-linux-gnu/libblas.so;/usr/lib/x86_64-linux-gnu/libdl.so;/usr/lib/x86_64-linux-gnu/liblapack.so;/usr/lib/x86_64-linux-gnu/libblas.so;/usr/lib/x86_64-linux-gnu/libdl.so;/usr/lib/x86_64-linux-gnu/liblapack.so;/usr/lib/x86_64-linux-gnu/libblas.so;/usr/lib/x86_64-linux-gnu/libdl.so;/usr/lib/x86_64-linux-gnu/liblapack.so;/usr/lib/x86_64-linux-gnu/libblas.so;/usr/lib/x86_64-linux-gnu/libdl.so;/usr/lib/x86_64-linux-gnu/liblapack.so;/usr/lib/x86_64-linux-gnu/libblas.so;/usr/lib/x86_64-linux-gnu/libdl.so;/usr/lib/x86_64-linux-gnu/liblapack.so;/usr/lib/x86_64-linux-gnu/libblas.so;/usr/lib/x86_64-linux-gnu/libdl.so;/usr/lib/x86_64-linux-gnu/liblapack.so;/usr/lib/x86_64-linux-gnu/libblas.so;/usr/lib/x86_64-linux-gnu/libdl.so;/usr/lib/x86_64-linux-gnu/liblapack.so;/usr/lib/x86_64-linux-gnu/libblas.so;/usr/lib/x86_64-linux-gnu/libdl.so;/usr/lib/x86_64-linux-gnu/liblapack.so;/usr/lib/x86_64-linux-gnu/libblas.so;/usr/lib/x86_64-linux-gnu/libdl.so;/usr/lib/x86_64-linux-gnu/liblapack.so;/usr/lib/x86_64-linux-gnu/libblas.so;/usr/lib/x86_64-linux-gnu/libdl.so;/usr/lib/x86_64-linux-gnu/liblapack.so;/usr/lib/x86_64-linux-gnu/libblas.so;/usr/lib/x86_64-linux-gnu/libdl.so;/usr/lib/x86_64-linux-gnu/liblapack.so;/usr/lib/x86_64-linux-gnu/libblas.so;/usr/lib/x86_64-linux-gnu/libdl.so;/usr/lib/x86_64-linux-gnu/liblapack.so;/usr/lib/x86_64-linux-gnu/libblas.so;/usr/lib/x86_64-linux-gnu/libdl.so;/usr/lib/x86_64-linux-gnu/liblapack.so;/usr/lib/x86_64-linux-gnu/libblas.so;/usr/lib/x86_64-linux-gnu/libdl.so;/usr/lib/x86_64-linux-gnu/liblapack.so;/usr/lib/x86_64-linux-gnu/libblas.so;/usr/lib/x86_64-linux-gnu/libdl.so;/usr/lib/x86_64-linux-gnu/liblapack.so;/usr/lib/x86_64-linux-gnu/libblas.so;/usr/lib/x86_64-linux-gnu/libdl.so;/usr/lib/x86_64-linux-gnu/liblapack.so;/usr/lib/x86_64-linux-gnu/libblas.so;/usr/lib/x86_64-linux-gnu/libdl.so;/usr/lib/x86_64-linux-gnu/liblapack.so;/usr/lib/x86_64-linux-gnu/libblas.so;/usr/lib/x86_64-linux-gnu/libdl.so;/usr/lib/x86_64-linux-gnu/liblapack.so;/usr/lib/x86_64-linux-gnu/libblas.so;/usr/lib/x86_64-linux-gnu/libdl.so;/usr/lib/x86_64-linux-gnu/liblapack.so;/usr/lib/x86_64-linux-gnu/libblas.so;/usr/lib/x86_64-linux-gnu/libdl.so;/usr/lib/x86_64-linux-gnu/liblapack.so;/usr/lib/x86_64-linux-gnu/libblas.so;/usr/lib/x86_64-linux-gnu/libdl.so;/usr/lib/x86_64-linux-gnu/liblapack.so;/usr/lib/x86_64-linux-gnu/libblas.so;/usr/lib/x86_64-linux-gnu/libdl.so;/usr/lib/x86_64-linux-gnu/liblapack.so;/usr/lib/x86_64-linux-gnu/libblas.so;/usr/lib/x86_64-linux-gnu/libdl.so;/usr/lib/x86_64-linux-gnu/libdl.so;/usr/lib/x86_64-linux-gnu/libdl.so;/usr/lib/x86_64-linux-gnu/libdl.so;/usr/lib/x86_64-linux-gnu/liblapack.so;/usr/lib/x86_64-linux-gnu/libblas.so;/usr/lib/x86_64-linux-gnu/libdl.so;/usr/lib/x86_64-linux-gnu/libdl.so;/usr/lib/x86_64-linux-gnu/libdl.so;/usr/lib/x86_64-linux-gnu/libdl.so;/usr/lib/x86_64-linux-gnu/libdl.so;/usr/lib/x86_64-linux-gnu/libdl.so;/usr/lib/x86_64-linux-gnu/libdl.so;/usr/lib/x86_64-linux-gnu/libdl.so

如您所见，Trilinos_TPL_LIBRARIES 已包含 BLAS 和 LAPACK 的默认系统实现（即 /usr/lib/x86_64-linux-gnu/libblas.so 和 /usr/lib/x86_64-linux-gnu/liblapack.so）。但是，正如介绍中所说，我想使用 OpenBLAS 和 scaLAPACK 实现。所以下一步就是找到这些。

在下面的 CMakeLists.txt 文件中，我尝试找到 OpenBLAS 和 LAPACK（最好是 scaLAPACK）实现：

cmake_minimum_required(VERSION 3.13)

project(FindBLASandLAPACK
    LANGUAGES CXX
)

# Set the BLAS vendor
set(BLA_vendOR OpenBLAS)

# Search BLAS 
find_package(BLAS required)
if(BLAS_FOUND)
    message(STATUS "BLAS was found."                         )
    message(STATUS "BLAS_LINKER_FLAGS = ${BLAS_LINKER_FLAGS}")
    message(STATUS "BLAS_LIBRARIES = ${BLAS_LIBRARIES}"      )
else()
    message("BLAS was not found")
endif()
    
# Search LAPACK/scaLAPACK
find_package(LAPACK)
if(LAPACK_FOUND)
    message(STATUS "LAPACK was found."                           )
    message(STATUS "LAPACK_LINKER_FLAGS = ${LAPACK_LINKER_FLAGS}")
    message(STATUS "LAPACK_LIBRARIES = ${LAPACK_LIBRARIES}"      )
else()
    message("LAPACK was not found")
endif()

根据 FindBLAS 的文档，我首先将 BLA_vendOR 指定为 OpenBLAS。如果找到指定的 BLAS 实现，我将打印 BLAS_LINKER_FLAGS 和 BLAS_LIBRARIES 的内容。我遵循类似的过程来查找 LAPACK。根据 FindLAPACK 的文档，我还需要指定 BLA_vendOR 变量才能找到 LAPACK。由于我希望 LAPACK 实现使用 BLAS 的 OpenBLAS 实现，因此我再次重用该值。如果找到 LAPACK，则打印 LAPACK_LINKER_FLAGS 和 LAPACK_LIBRARIES 的内容。

在配置上面给出的 CMakeLists.txt 文件后，我得到以下输出：

-- BLAS was found.
-- BLAS_LINKER_FLAGS =
-- BLAS_LIBRARIES = /usr/lib/x86_64-linux-gnu/libopenblas.so
-- A library with LAPACK API found.
-- LAPACK was found.
-- LAPACK_LINKER_FLAGS =
-- LAPACK_LIBRARIES = /usr/lib/x86_64-linux-gnu/libopenblas.so;/usr/lib/x86_64-linux-gnu/libopenblas.so

幸运的是，BLAS_LIBRARIES 变量确实包含 OpenBLAS 实现。但是，对于 LAPACK，它使用 OpenBLAS 库实现的 LAPACK 接口。这最终不是我想要的，因为我想使用 scaLAPACK 实现。但是，我不知道如何使用 find_package(LAPACK) 命令找到那个。

所以现在我被困在两个部分：

如何找到 scaLAPACK 实现？
一旦我找到了正确的 BLAS 和 LAPACK 实现，我如何确保 Trilinos 将实际使用它们（而不是默认实现，如 Trilinos_TPL_LIBRARIES 中所述）？

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