• Gauche で、OpenBLAS ライブラリ を使って行列の高速演算を行うためのモジュールです。
  OpenBLAS は、C/Fortran で書かれた線形代数用のライブラリです ( https://www.openblas.net )。
  現状、本モジュールは、標準の gauhce.array モジュールにおける
  2次元の f64array の ごく一部の演算のみが可能です。

1. Gauche のインストール
   事前に Gauche がインストールされている必要があります。
   Windows の場合は、以下のページに Windows用バイナリインストーラ があるので
   インストールを実施ください。
   http://practical-scheme.net/gauche/download-j.html
   (すでにインストール済みであれば本手順は不要です)

2. 開発環境のインストール
   C言語 の開発環境が必要です。
   Windows の場合は、以下のページを参考に、MSYS2/MinGW-w64 (64bit/32bit) の
   開発環境をインストールしてください。
   https://gist.github.com/Hamayama/eb4b4824ada3ac71beee0c9bb5fa546d
   (すでにインストール済みであれば本手順は不要です)

3. OpenBLAS ライブラリ のインストール
   OpenBLAS のホームページ ( https://www.openblas.net ) 等を参照して、
   OpenBLAS ライブラリのインストールを実施ください。
   Windows の場合は、以下のように実行してください。
   ＜MSYS2/MinGW-w64 (64bit) 環境の場合＞
   プログラムメニューから MSYS2 の MinGW 64bit Shell を起動して、以下のコマンドを実行します。

     pacman -S mingw-w64-x86_64-openblas
   

   ＜MSYS2/MinGW-w64 (32bit) 環境の場合＞
   プログラムメニューから MSYS2 の MinGW 32bit Shell を起動して、以下のコマンドを実行します。

     pacman -S mingw-w64-i686-openblas
   

4. ファイルのダウンロード
   本サイト ( https://github.com/Hamayama/blasmat ) のソースを、
   (Download Zip ボタン等で) ダウンロードして、作業用のフォルダに展開してください。
   例えば、作業用のフォルダを c:\work とすると、
   c:\work\blasmat の下にファイル一式が配置されるように展開してください。
   (注意) 作業用フォルダのパスには、空白を入れないようにしてください。

5. コンパイルとインストール
   展開したフォルダで、./configure と make install を実行して、
   インストールを実施ください。
   Windows の場合は、以下のように実行してください。
   ＜MSYS2/MinGW-w64 (64bit) 環境の場合＞
   プログラムメニューから MSYS2 の MinGW 64bit Shell を起動して、以下のコマンドを実行します。
   ＜MSYS2/MinGW-w64 (32bit) 環境の場合＞
   プログラムメニューから MSYS2 の MinGW 32bit Shell を起動して、以下のコマンドを実行します。
   ( c:\work にソースを展開した場合)

     cd /c/work/blasmat
     ./configure   # Makefile等を生成します
     make          # コンパイルを実行します
     make install  # Gaucheのライブラリフォルダにインストールします
     make check    # テストを実行します
   

   (注意) Windows の環境によっては、make install を実行すると
   「gauche-install: no write permission of ...」もしくは
   「*** ERROR: mkstemp failed」というエラーが発生します。
   このエラーは、インストール先のフォルダに書き込み権限がないとき等に発生します。
   その場合には、プログラムメニューからの開発環境の起動時に右クリックして、
   「管理者として実行」を選択してください。
   そして再度上記のコマンドを実行してください。

• 以上です。

• 基本的な使い方は、以下のようになります。

    (use gauche.array)        ; 標準の行列演算モジュールをロードします。
    (use blasmat)             ; 本モジュールをロードします。
    (define A (f64array (shape 0 2 0 2) 1 2 3 4))     ; 2x2 の 行列A を作成します。
    (define B (f64array (shape 0 2 0 2) 5 6 7 8))     ; 2x2 の 行列B を作成します。
    (define C (f64array (shape 0 2 0 2) 10 20 30 40)) ; 2x2 の 行列C を作成します。
    (blas-array-dgemm! A B C 1.0 1.0 #f #f)           ; C = AB + C を計算します。
    (print C)                 ; 行列C の内容を表示します。
    (print (array-ref C 0 0)) ; 行列C の左上の要素の値を表示します。
    (print (array-ref C 0 1)) ; 行列C の右上の要素の値を表示します。
  

• 使用可能な手続きを、以下に示します。
  (現状、本モジュールは、標準の gauhce.array モジュールにおける
  2次元の f64array の ごく一部の演算のみが可能です。)

  • (blas-array-daxpy! alpha A B)
    実数alpha と 行列A, B に対して、
    B = alpha A + B を計算して返します (行列B は変更されます)。

  • (blas-array-dgemm! A B C alpha beta trans-A trans-B)
    行列A, B, C と 実数alpha, beta に対して、
    C = alpha A B + beta C を計算して返します。
    trans-A に #t を指定すると、行列A を転置して計算を行います。
    trans-A に #f を指定すると、行列A を転置しません。
    trans-B に #t を指定すると、行列B を転置して計算を行います。
    trans-B に #f を指定すると、行列B を転置しません。
    (行列A, B は変更されません。行列C は変更されます)

1. 本モジュールは、標準の gauche.array モジュールの内部情報を使用しています。
   このため、Gauche の将来の変更で動作しなくなる可能性があります。

1. より汎用的な行列演算モジュールである f2arrmat ( https://github.com/Hamayama/f2arrmat ) は、
   本モジュールが存在すれば、内部で使用します (一部の演算が高速化されます)。

• OS
  • Windows 8.1 (64bit)
• 環境
  • MSYS2/MinGW-w64 (64bit/32bit) (gcc version 9.2.0 (Rev2, Built by MSYS2 project))
• 言語
  • Gauche v0.9.9
  • Gauche v0.9.8
  • Gauche v0.9.7
• ライブラリ
  • OpenBLAS v0.3.7

• 2019-3-17 v1.00 (初版)
• 2019-3-19 v1.01 不要処理削除
• 2019-3-20 v1.02 blas-array-dgemm に転置指定の引数を追加
• 2019-3-20 v1.03 blas-array-dgemm の転置指定の引数を必須に変更(遅くなったため)
• 2019-3-21 v1.04 行列の情報取得をマクロ化
• 2019-3-21 v1.05 手続き名に!を追加
• 2019-3-21 v1.06 blas-array-daxpy! の引数順変更
• 2020-1-5 v1.06 README修正のみ(Gauche v0.9.9 で動作確認)
• 2020-1-7 v1.06 Makefile.in変更

(2020-1-8)