1.Ubuntu16.04配置Caffe全过程

写在前面

最近拿到了一台新机器，安装了Ubuntu16.04。原来在笔记本的Ubuntu16.04下配置成功过caffe（cpu only）机器matlab与python接口。
特将在新机器上配置caffe完整过程记录如下。

0.机器配置

处理器：Intel® Xeon(R) CPU E3-1231 v3 @ 3.40GHz × 8
内存：Kingston 32G
显卡：NVIDIA GeForce GTX 1070
显卡型号可以用这个命令查询：
lspci |grep VGA
机器配置查询参考
操作系统：Ubuntu17.04

1.Caffe下载

根据Caffe官网上给出的链接，在Github上下载Caffe的Zip压缩包
提取到Home目录下，文件夹名为caffe-master

2.编译前的准备

本部分根据Caffe官网Ubuntu下安装教程以及部分网络教程进行

2.1 General dependencies

执行此部分前最好先升级apt-get：
sudo apt-get update
然后分别执行下面两句：

sudo apt-get install libprotobuf-dev libleveldb-dev libsnappy-dev libopencv-dev libhdf5-serial-dev protobuf-compiler
（可能执行完这句后会再次提醒需要升级apt-get，再运行一遍升级命令就好了）
sudo apt-get install --no-install-recommends libboost-all-dev

此部分安装完成

2.2 安装NVIDIA显卡驱动

这部分耗费了一个下午的时间总算安装好了。

安装这部分的时候，先参考了《Ubuntu-安装-cuda7.0-单显卡-超详细教程》这篇文章（注意，不使用该文章中的方法安装Cuda，否则报错），按照二进制安装包安装的方式安装显卡驱动，一直报错，说kernel modules配置错误，错误报告很长，最后的部分如下：

错误报告：
scripts/Makefile.build:294: recipe for target '/tmp/selfgz6789/NVIDIA-Linux-x86_64-375.26/kernel/nvidia-drm/nvidia-drm-fence.o' failed
make[2]: *** [/tmp/selfgz6789/NVIDIA-Linux-x86_64-375.26/kernel/nvidia-drm/nvidia-drm-fence.o] Error 1
make[2]: Target '__build' not remade because of errors.
Makefile:1524: recipe for target '_module_/tmp/selfgz6789/NVIDIA-Linux-x86_64-375.26/kernel' failed
make[1]: *** [_module_/tmp/selfgz6789/NVIDIA-Linux-x86_64-375.26/kernel] Error 2
make[1]: Target 'modules' not remade because of errors.
make[1]: Leaving directory '/usr/src/linux-headers-4.10.0-19-generic'
Makefile:81: recipe for target 'modules' failed
make: *** [modules] Error 2
ERROR: The nvidia kernel module was not created.
ERROR: Installation has failed.  Please see the file '/var/log/nvidia-installer.log' for details.  You may find suggestions on fixing installation problems in the README available on the Linux driver download page at www.nvidia.com.

后来根据这篇文章，采用apt-get方式安装，成功，但步骤有所不同。

我的具体安装步骤如下：
2.2.1 禁用旧的显卡驱动
Ubuntu中自带了适用于NVIDIA显卡的nouveau驱动，但是与NVIDIA官方驱动相比还是有很大差距的，而且没有官方驱动的话，也不能使用Cuda和cudnn。nouveau驱动与官方驱动冲突，因此，需要在安装官方驱动之前禁用nouveau驱动。

之前尝试过网上建议较多的添加blacklist的方法，发现都不能完全将nouveau驱动禁用。查看nouveau驱动是否完全被禁用命令如下：
lsmod | grep nouveau

于是采用另外一种方法,成功去除nouveau驱动。

执行 lsmod | grep nouveau 命令的结果

2.2.2 apt-get方式安装驱动

在命令行输入：
ubuntu-drivers devices

查看建议的驱动版本

采用有“recommended”那一行的驱动版本。
按“Ctrl+Alt+F1”，切换到tty1。注意，这里输入密码时不能用小键盘，用键盘上方的横排数字输入密码（密码中有数字的情况下）。
输入命令“sudo su”，切换到root模式
关闭显示器管理器，命令：service lightdm stop
安装显卡驱动，命令：apt-get install nvidia-375
安装完成，打开显示器管理器，命令：service lightdm start
登录图形化界面，打开Terminal，输入cat /proc/driver/nvidia/version，查看显卡信息，如安装成功，如下所示：
NVIDIA显卡驱动安装完毕

2.3 安装Cuda

安装Cuda时可以退出tyy1了，回到图形界面。安装过程中曾经尝试用run方法，但是不知什么原因一直失败。因此直接采用deb方式安装Cuda。步骤如下：

安装依赖库
apt-get install freeglut3-dev build-essential libx11-dev libxmu-dev libgl1-mesa-dev libglu1-mesa libglu1-mesa-dev libxi-dev
选择配置，直接从网站中下载deb文件
根据官网提示的命令运行：

sudo dpkg -i cuda-repo-ubuntu1604-8-0-local-ga2_8.0.61-1_amd64.deb
sudo apt-get update
sudo apt-get install cuda

可以在/usr/local/中找到安装好的文件夹：

配置环境变量
命令：sudo gedit /etc/profile
在文件最后加上

PATH=/usr/local/cuda/bin:$PATH 
export PATH 
LD_LIBRARY_PATH=$LD_LIBRARY_PATH:/usr/local/cuda/lib64
export LD_LIBRARY_PATH

命令：source /etc/profile
最好能够退出(Logout)当前账户再登录，以确保环境配置成功

检验
命令：nvcc --version，出现下图结果：
安装cuda samples
直接参考这篇博客Cuda Samples安装部分。
注意，采用deb方式安装的Cuda，Sample文件夹不在home下，而直接保存在cuda目录中。
./deviceQuery执行结果
Cuda安装测试完毕

2.4 安装Cudnn6

注意：CUDA9.1需要与Cudnn7配合使用

在官方网站注册账号之后即可下载。
采用下面的命令：

#解压文件
tar -zxvf cudnn-6.5-linux-x64-v2.tgz
#切换路径，复制文件
cd cuda
sudo cp lib/* /usr/local/cuda/lib64/
sudo cp include/cudnn.h /usr/local/cuda/include/
#更新软连接
cd /usr/local/cuda/lib64/
sudo rm -rf libcudnn.so libcudnn.so.6
sudo ln -s libcudnn.so.6.0.20 libcudnn.so.6
sudo ln -s libcudnn.so.6 libcudnn.so

在官网上没有找到cudnn Sample，先不测试。
cudnn安装完成

2.5 安装MKL

首先在官网申请免费下载。需要用edu结尾的邮箱申请。
很快邮箱中会收到一封包含下载链接和序列号的邮件，直接点击链接进入下载页面即可下载。如下图：
下载完成后，使用sudo tar -xvf命令解压文件夹，阅读安装指导pdf。
根据安装手册，首先到官网进行序列号注册。
注册完成后，采用GUI方式安装mkl。运行install_GUI.sh文件。这里根据安装指导和需要一步步安装就好了。
安装完成后，使用source命令添加环境变量，命令source /[path to your intel]/intel/mkl/bin/mklvars.sh intel64。为了方便，我直接把该命令添加到~/.bashrc文件中了，每次启动命令行可以添加好环境变量。
mkl安装完成

2.6 安装Matlab

（我之前在byr上下载了MatlabR2017A安装包，没想到现在byr不能登录了。。。）
（好像2017版本的matlab不能接入caffe，我在make matcaffe的时候总有问题，所以暂时只是安装好了MATLAB，没有做与caffe的借口）
安装包包括三个文件，分别是R2017a_glnxa64_dvd1.iso，R2017a_glnxa64_dvd2.iso，和Crack文件夹。网络上其他版本基本上也是如此，比较常见的是一个ISO文件和一个Crack文件夹，安装过程类似。

首先要阅读Crack文件夹中的Readme文件，里面有序列号以及安装指导。
安装过程主要参考这篇博客
主要使用以下几个命令：

sudo mkdir /media/matlab       #新建文件夹
sudo mount -o loop [path]/[ISO文件] /media/matlab      #两个ISO的话，先加载dvd1即可，dvd2以后用
sudo /media/matlab/install      #运行安装文件
sudo umount /media/matlab   #安装完成后取消挂载

安装完成后，用命令：sudo chmod -R a+w /××××/×××/matlab 把matlab所在的文件夹改成读写状态，进行破解
将Crack文件夹中的licence文件复制到安装目录下的licence文件夹内

Use license_standalone.lic to activate, or copy license_standalone.lic to %installdir%\licenses\ ,and run matlab without activation

将Crack文件夹中 /R2017a/bin/glnxa64/libmwservices.so 复制到安装目录下的对应文件夹中

after the installation finishes copy the folders to %installdir% to overwriting the originally installed files

到这里就安装+破解完成。在Terminal中执行 ./%installdir%/bin/matlab 就可以运行Matlab了

2.6 安装Opencv

github上已经有人写好了脚本，可以直接根据需求下载安装。
需要说明的是，如果直接安装最新版本，会安装到opencv3，如果想安装opencv2的话，可以进入相应的目录，运行对应的脚本进行安装。可以参考这个博客。
我直接运行的脚本进行的安装，安装完成后用pkg-config --modversion opencv命令查看opencv版本，如下图：
opencv安装完成

3.编译caffe

第二部分介绍了caffe编译前的各种准备工作，全部安装完成后，就可以进行caffe的编译了。

首先进入caffe-master文件夹，直接采用caffe官网上提供的cmake方式进行编译。

In lieu of manually editing Makefile.config to configure the build, Caffe offers an unofficial CMake build thanks to @Nerei, @akosiorek, and other members of the community. It requires CMake version >= 2.8.7. The basic steps are as follows:
mkdir build
cd build
cmake .. -DBLAS=MKL 这里由于我用了mkl，所以加上了‘-DBLAS=MKL’这一限制
make all -j '-j'是为了采用多核进行编译，速度较快。还可以在j后面加上数字限制核的数量。如‘-j8’
make install -j
make runtest -j
make pycaffe 配置caffe的python接口

在编译caffe的时候我开始用了make方式，一直报错。采用cmake之后很顺利，没有遇到问题。至此caffe编译完成，可以运行了。

4.mnist例子测试

mnist测试的例子网上有很多，例如这篇，可参考此步骤。
测试结果：

训练开始

训练结束
caffe运行成功，16秒完成10000次循环，正确率可达99.05%

5.以上就是配置caffe全过程，如有疏漏，以后补充。

注：开始配置的时候是在Ubuntu17.04上，后来更换了16.04的系统。安装步骤一样。只是文中配图还有一些是原来安装的截图，但不影响结果。在16.04系统上完全可用。