OpenBLAS 中矩阵运算函数学习

2023-11-29 23:24:16 浏览数 (1)

GEMM 是矩阵乘法最成熟的优化计算方式,也有很多现成的优化好的库可以调用。

OpenBLAS 矩阵计算

OpenBLAS 库实现成熟优化的矩阵与矩阵乘法的函数 cblas_sgemm 和矩阵与向量乘法函数 cblas_sgemv,二者使用方法基本相同,参数较多,所以对参数的使用做个记录。

矩阵与矩阵乘法

cblas_sgemm 计算的矩阵公式:C=alpha*A*B beta*C,其中 ABC 都是矩阵,C 初始中存放的可以是偏置值。

cblas_sgemm 函数定义:

cblas_sgemm(layout, transA, transB, M, N, K, alpha, A, LDA, B, LDB, beta, C, LDC);

  • layout:存储格式,有行主序(CblasRowMajor)和列主序(CblasColMajor),C/C 一般是行主序。
  • transAA 矩阵是否需要转置。
  • transBB 矩阵是否需要转置。
  • MNKA 矩阵经过 transA 之后的维度是 M*K ,B 矩阵经过 transB 之后的维度是 K*N ,C 矩阵的维度是 M*N
  • LDALDBLDC矩阵在 trans (如果需要转置)之前,在主维度方向的维度(如果是行主序,那这个参数就是列数)。

示例代码:

代码语言:txt复制
#include <stdio.h>
#include <cblas.h>

int main() {
  int i, j;
  float a[6]={1,3,5,2,7,8};
  float b[6]={5,3,7,2,4,2};
  float c[6]={0,0,0,0,0,0};
  cblas_sgemm(CblasRowMajor, CblasTrans, CblasTrans, 3, 3, 2, 1.0, a, 3, b, 2, 0.0, c, 3);
  for(i = 0; i < 3;   i){
    for(j = 0; j < 3;   j){
      printf("%f ", c[i*3 j]);
    }
    printf("n");
  }
  return 1;
}

代码解释:

在主函数中,定义了三个数组a、b和c,分别表示两个矩阵和它们的乘积。然后调用了BLAS库中的函数cblas_sgemm,该函数用于矩阵乘法的计算。该函数有很多参数,其中:

  • CblasRowMajor:表示矩阵是行主序(row-major)的,即按行存储;
  • CblasTrans:表示矩阵是转置的;
  • 3和2:表示矩阵的行数和列数;
  • 1.0和0.0:表示乘法中的加法和乘法的因子;
  • a和b:表示两个矩阵的数据;
  • c:表示乘积的结果;
  • 3和2:表示矩阵的列数和行数。

最后,通过两个for循环打印出乘积矩阵c的值。

矩阵与向量乘法

矩阵与向量乘法本质也是矩阵与矩阵,只不过 gemv 比 gemm 要快一些,所以有时候也需要用 gemv。计算式:C=alpha*A*b beta*C

cblas_sgemv 函数定义:

cblas_sgemv(layout, trans, M, N, alpha, A, LDA, b, 1, beta, C, 1)

参数的定义基本和 gemm 相同,M 和 N 是 A 的行数和列数,b 和 C 的列数都是 1。

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