如何在ARM平台上安装Pytorch,例如树莓派,odroid等


首先,为Pytorch安装做准备

最新的树莓派操作系统,Raspbian Buster安装了Python 3.7。所以为了能轻松安装PyTorch,建议安装的该版本的系统。

安装Python包的最简单方法是通过PIP (PIP安装包或首选安装程序的递归首字母缩写,Preferred Installer Program)

例如,如果你想在Python中安装RS232库,使用以下命令启动Python3:

python3

然后输入:

pip3 install pyserial

这将从Python包索引(PyPi,Python Package Index)中获取包并将其安装到您的机器(无论是Raspberry Pi或笔记本电脑,还是任何安装了Python并能访问internet的其他设备)。

可能你已经注意到我在这里使用了python3。Python有两种风格,Python 2x和Python3x。Python2x是遗留的早期版本,而Python3x将会有稳定的发布和更新。

您的树莓派也将安装这两种风格的Python。要启动Python 2x版本,只需在终端中键入Python来启动它。输入python3将启动3x版本。我建议使用3x版本。

类似地,Python pip包也有针对Python 2x和3x的两种风格。命令pip调用Python2x的pip包,而pip3调用Python3x的pip包。

现在,熟悉了在Raspberry Pi中安装Python包的基础知识,接下来让我们讨论一下Raspberry Pi芯片架构。

树莓派的芯片架构

Raspberry Pi采用的是ARM处理器架构,而不是大多数台式机或者笔记本电脑中使用的Intel x86架构(对于好奇的读者,这篇文章提供了ARM和Intel x86处理器架构差异的详细信息)。这里对我们很重要的一点是,安装在RPi中的Python包应该根据其特定的处理器架构进行编译。这意味着不能简单地将基于x86的PC中的包复制到Raspberry Pi中,因为它与RPi的处理器架构不兼容。

在上个部分提到,安装python包可以使用pip命令,pip安装Python包将自动下载并安装与arm兼容的版本到Raspberry Pi中。

但遗憾的是,PyPi中PyTorch并没有针对Raspberry Pi(与ARM兼容)1.0及以上版本的官方包。我们需要一个1.0或更高版本的PyTorch才能工作(特别是PySyft包,稍后我们将下载它)。

因此,我们就有了不同的方式来实现PyTorch的安装:

  1. 较为困难的方案,从官方Git存储库的源代码编译PyTorch: 这里有一篇优秀的文章详细介绍了这一方案,所以本文不再重述。
  2. 较为简单的方案,从提前编译好的wheel包中安装PyTorch,它是由一些具有分享和帮助精神的人上传的。在查阅相关文献时候,偶然发现了一些上传wheel文件的人,他们采用比较困难的方案,即从源代码编译,并决定分享安装包去帮助那些面临该问题的人!这也是有一个开源社区的好处。

接下来,我们将基于第二中方案展开。我在搜索解决方案时候发现了Suparna S Nair上传到她个人Google Drive里的wheel文件,同时我也发现了GitHub上有新版本的wheel文件,根据自己需求到不同的地方下载吧~

等一下,我刚提到了wheel文件。那是什么?

WHL文件是以Wheel格式保存的包,这是Python发行版使用的标准内置包格式。它包含Python安装的所有文件和元数据。

接下来是一个棘手的部分, Suparna S Nair上传的wheel文件适用于Raspberry Pi的armv7l版本的处理器架构。

在不同的树莓派设备上使用的不同架构的ARM处理器。例如,早期的Raspberry Pi可能采用的armv6或者armv7指令集。而近年来发布的Raspberry Pi 3 B+ 和 Raspberry Pi 4 采用的aarch64架构。

为了确认给定的wheel文件是否与RPi的处理器架构兼容,在Terminal中输入:

uname -a

Terminal会打印出处理器对应的架构版本。如果你看到armv7l,恭喜你呀!和提供的.whl 安装文件完美对应。接下来就是激动人心的安装部分啦~

安装Pytorch的依赖项

在这里我们已经整理出安装Pytorch所需要的依赖项的wheel文件,下一步就算正确&平顺的安装Pytorch 所需的依赖项。在Terminal中输入以下内容:

sudo apt install libopenblas-dev libblas-dev m4 cmake cython python3-dev python3-yaml python3-setuptools

复制Pytorch的 wheel 文件到Raspberry Pi上

在这个环节里,有多种方法可以实现这一点。例如采用U盘拷贝到RPi上,或者是用scp从PC传输到RPi上。

当然,最简单的是直接在GitHub储存库下载,找到对应需要的文件链接,在Terminal上执行一个wget,这样它就会被直接下载到你的Raspberry Pi中。

最后—安装Pytorch

进入Pytorch对应的文件夹里,输入一下内容:

pip3 install torch_file_name.whl

接下来可以去喝口茶等待系统安装好,整个过程大概需要一分钟左右。

而后测试下是否安装成功,请启动python3并导入torch:

>>> import torch
>>>

如果系统没有报任何错误,那么恭喜你! 已经成功安装好Pytorch,在通过树莓pi训练神经网络的过程中,你又跨越了一个里程碑!

在安装完成后,尝试导入torch的时候可能出现以下错误信息:

Traceback (most recent call last):
   File "", line 1, in 
   File "/usr/lib/python3.6/site-packages/torch/__init__.py", line 45, in 
     from torch._C import *
ModuleNotFoundError: No module named 'torch._C'

请参阅该链接去处理。

如果使用相同的project_folder和env变量,那么文件地址应该是在这里:

$ cd pi/home/env/lib/python3.7/site-packages/torch

在该文件夹下你会发现有两个文件名像下面所示:

_CXXXXXXXX.so
_dlXXXXXXXX.so
(XXXXXXX represents just any name)

将这两个文件改成以下的格式:

_C.so
_dl.so

Reference

  1. https://medium.com/secure-and-private-ai-writing-challenge/a-step-by-step-guide-to-installing-pytorch-in-raspberry-pi-a1491bb80531
  2. https://medium.com/hardware-interfacing/how-to-install-pytorch-v4-0-on-raspberry-pi-3b-odroids-and-other-arm-based-devices-91d62f2933c7

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