fftw3.3.8的安装与编译

fftw3.3.8的安装与编译

FFTW ( the Faster Fourier Transform in the West) 是一个快速计算离散傅里叶变换的标准C语言程序集，其由MIT的M.Frigo 和S. Johnson 开发。可计算一维或多维实和复数据以及任意规模的DFT。

• 一个用C语言编写、支持一维和多维变换、支持任意大小输入、支持实数和复数的数字傅里叶变换软件库

安装

1. 从官网（.html）【外网，可能要架VPN】下载源码压缩包  fftw-3.3.8.tar.gz

2. 将 fftw-3.3.8.tar.gz上传到鲲鹏云服务器

3. 在linux环境下解压 fftw-3.3.8.tar.gz

解压命令：tar -zxvf  名字.tar.gz【这里就是tar -zxvf fftw-3.3.8.tar.gz】

可加-C 命令指定解压目录

具体参数为：

-c ：建立一个压缩文件的参数指令(create 的意思)；
-x ：解开一个压缩文件的参数指令！
-t ：查看 tarfile 里面的文件！
特别注意，在参数的下达中， c/x/t 仅能存在一个！不可同时存在！
因为不可能同时压缩与解压缩。
-z ：是否同时具有 gzip 的属性？亦即是否需要用 gzip 压缩？
-j ：是否同时具有 bzip2 的属性？亦即是否需要用 bzip2 压缩？
-v ：压缩的过程中显示文件！这个常用，但不建议用在背景执行过程！
-f ：使用档名，请留意，在 f 之后要立即接档名喔！不要再加参数！

解压结果部分示意图：

4.  进入软件包的解压目录

 5. 使用下面命令进行安装，并配上运行的部分示意图：

• ./configure CC=gcc【这里./configure的格式为 ./configure CC="<the name of your C compiler>"，这里的CC是指定一个编译器】

关于这个命令：./configure

——“.”表示为bash这个命令的缩写，是可执行程序

——“/”是指当前路径

——configure二进制的命令，用于检查安装环境

详细可以见下面这个网站关于：configure配置脚本

configure配置脚本的使用 - 诺谦 - 博客园Linux下软件的安装一般由3个步骤组成： 若取消编译: 若卸载软件: 本节主要讨论configure配置脚本。 如下图所示,有些软件就有configure配置脚本: 就可以使用命令./configu.html

• make——编译

• sudo make install

make install，编译并安装（比如安装到/usr/bin目录下，然后可以直接使用。因为/usr/bin只有管理员才能向里面添加文件，所以通常要加sudo）

Linux sudo命令以系统管理者的身份执行指令，也就是说，经由 sudo 所执行的指令就好像是 root 亲自执行。

注：make install安装到指定路径

均试验过方法1和2都可行，且方法2没有报错

测试程序与编译

借鉴了下面这个的例1测试程序与编译方式C FFT 快速傅里叶库- fftw-3.3.8_姚家湾的博客-CSDN博客_c fft库在编写C++ 数据采集软件时，会使用到快速傅里叶变换算法，例如振动分析。网络上介绍的比较多的是fftw3。FFTW—Fastest Fourier Transform in the West,是由 MIT 的 Matteo Frigo 博士和 Steven G. Johnson 博士开发的一个完全免费的软件包。FFTW 最初的 release 版本于 1997 年发布,最新的 release ...

• 测试程序

#include<fftw3.h>
#include<stdio.h>
int main(){fftw_complex *in, *out;fftw_plan p;int N= 8;int i;int j;in = (fftw_complex*) fftw_malloc(sizeof(fftw_complex) * N);out = (fftw_complex*) fftw_malloc(sizeof(fftw_complex) * N);for( i=0; i < N; i++){in[i][0] = 1.0;in[i][1] = 0.0;printf("%6.2f ",in[i][0]);}printf("\n");p=fftw_plan_dft_1d(N,in,out, FFTW_FORWARD, FFTW_ESTIMATE);fftw_execute(p); /* repeat as needed*/for(j = 0;j < N;j++){printf("%6.2f ",out[j][0]);}printf("\n");fftw_destroy_plan(p);fftw_free(in); fftw_free(out);return 0;
}

注：C源文件到可执行文件一共经历了4个过程：预处理->编译->汇编->链接

-c是汇编，编译器把test.c文件转化成了test.o文件

-o是链接，把test.o链接成最后可执行文件test.exe

具体可看下面的两篇博文，具体将了这四个过程：

gcc -c与gcc -o以及不加参数的区别_忘尘~的博客-CSDN博客_gcc-o一、问题描述可能你在看makefile教程的时候会碰到一个问题，就像我就碰到了，我看的是陈皓 (CSDN)前辈的教程.html我把问题贴出来，里面有一段makefile是这么写的：edit : main.o kbd.o command.o display.o /... world程序在ubuntu 16.04 x86_64机器上运行为例，详细讲述这个程序从编译、链接（包括动态链接和静态链接）到加载到运行这个过程中，工具链gcc，运行库glibc，内核，他们是怎么分工协作让这个程序顺利完成加载和运行的；程序编译运行的过程总体流程如下图：以hello world程序为例，使用gcc --verbose参数查看...

• 编译

  gcc -c test.cpp -lfftw3gcc -o test test.o -fftw3

等价于下面这个

g++ test.cpp -o test -lfftw3

• 实验过程中一些报错及原因： 

1. 关于undefined reference报错的原因是：没有链接正确的库进行编译，因为fftw的这些函数都是在libfftw3.so库中，需要用-lfttw3进行链接
2.  -lfftw3的意思是：编译的时候指定链接库的参数

-l参数紧接着就是库名，那么库名跟真正的库文件名有什么关系呢？就拿数学库来说，他的库名是m，他的库文件名是libm.so，很容易看出，把库文件名的头lib和尾.so去掉就是库名了。

这里的lib是 libfftw3.so ，所以是lfftw3😀

• gcc包含的c/c++编译器：

其中：gcc和cc是一样的，c++和g++是一样的

一般c程序就用gcc编译，c++程序就用g++编译

最终运行结果 

拓展内容

fftw可以提供多种调用方式，如果./configure什么都不加的话，只会安装一个基础的libfftw.so。

实际上，它还可以被mpi并行调用，openmp串行调用，threads多线程调用，提供fortran的访问接口，支持sse4 avx 等（x86)向量集，支持neon 等（ARM)向量集，支持单精度float，支持双精度double(默认）等等

fftw这个数学库是linux的科学计算软件中使用频率最高的一个，包含的知识点也是最多的。

名词解释： 

1.openmp和MPI：

• OpenMP:线程级（并行粒度）；共享存储；隐式（数据分配方式）；可扩展性差；
• MPI：进程级；分布式存储；显式；可扩展性好。

OpenMP采用共享存储，意味着它只适应于SMP,DSM机器，不适合于集群。MPI虽适合于各种机器，但它的编程模型复杂：

• 调试MPI程序麻烦；
• MPI程序可靠性差，一个进程出问题，整个程序将错误；

2.sse与avx：

• SIMD：IntelCPU基本指令集的拓展

SIMD指令集 - 知乎问身边的小伙伴，发现他们居然都已经开始穿秋裤了！回家赶紧翻出来，穿上。为老了能有一个好身体着想。哎哟，刚刚路过一个美女还漏半截大腿，这岁数大了怎么陪老伴爬山看夕阳啊｡◕‿◕｡。 以上是与本文无关的叨…

其中sse与avx都是向量集，但版本不同

发展历程如下：

 

3.在ARM平台上可增加“--enable-neon”,使能ARM NEON流媒体（NEON 技术同样是依靠向量指令来加速计算）加速核心