ubantu16.04+mxnet +opencv+cuda8.0 环境搭建#
建议：环境搭建完成之后，不要更新系统（内核）
转载请注明出处： 微微苏荷
一 我的安装环境
系统：ubuntu16.04
显卡：gt940m
python: 2.7.12
GCC：5.3.0 （ubuntu 默认是5.4, 关于降级，后边有叙述）
二 安装步骤##
（一） gcc降级 （可选/安装opencv2.4.13则必选）###
根据需要，opencv安装时提示，gcc 不支持5.3以上版本，所以降级。
方法1：5.4 =》5.3 (不太建议)####
1.下载GCC源码：####
wget ftp://mirrors.kernel.org/gnu/gcc/gcc-5.3.0/gcc-5.3.0.tar.gz
2.解压：####
tar -zxvf gcc-5.3.0.tar.gz
3.下载编译所需依赖项：####
cd gcc-5.3.0 //进入解包后的gcc文件夹
./contrib/download_prerequisites //下载依赖项
cd .. //返回上层目录
4.建立编译输出目录：####
mkdir gcc-build-5.3.0
5.进入输出目录，执行以下命令，并生成makefile文件：
cd gcc-build-5.3.0
../gcc-5.3.0/configure --enable-checking=release --enable-languages=c,c++ --disable-multilib
6.编译：
make -j4
接下来就是等待了，整个过程大约40分钟左右。PS：最好不要在编译过程中再去做别的什么事，整个过程CPU都是满载的，要是莫名终止了，后面麻烦事也不少。
7.安装：
编译结束以后，我们就可以执行安装了：
make install
8.检查版本：
gcc --version
g++ --version
降级结束
方法2:gcc 4和gcc 5共存(推荐)###
1.安装gcc g++ 4.8####
sudo apt-get install gcc-4.8 gcc-4.8-multilib g++-4.8 g++-4.8-multilib
sudo update-alternatives --install /usr/bin/gcc gcc /usr/bin/gcc-5 60
sudo update-alternatives --install /usr/bin/gcc gcc /usr/bin/gcc-4.8 50
sudo update-alternatives --install /usr/bin/g++ g++ /usr/bin/g++-5 60
sudo update-alternatives --install /usr/bin/g++ g++ /usr/bin/g++-4.8 50
2. 切换gcc g++版本####
sudo update-alternatives --config gcc
sudo update-alternatives --config g++
（二）安装cuda 8.0rc####
1.从nviDIA官网下载安装包####
2.切换到 安装包目录，执行以下命令：####
sudo dpkg -i cuda-repo-ubuntu1604-8-0-rc_8.0.27-1_amd64.deb
sudo apt-get update
sudo apt-get install -y cuda
3.cuda的环境设置：####
新建cuda.conf
sudo gedit /etc/ld.so.conf.d/cuda.conf
并编辑,添加内容：
/usr/local/cuda/lib64
/lib
然后执行链接命令：
sudo ldconfig -v
然后设置环境变量：
export PATH=/usr/local/cuda/bin:$PATH$
export LD_LIBRARY_PATH=/usr/local/cuda/lib64:$LD_LIBRARY_PATH$
将这两行添加到~/.bashrc
4.编译运行cuda例子####
cd /usr/local/cuda/samples
sudo make all -j4
cd /usr/local/cuda/samples/bin/x86_64/linux/release
sudo ./deviceQuery
运行成功，最后一行显示信息是 ：
Result = PASS
这表示安装成功。
5. 关于异常情况：####
一） ubutn14.04+cuda7.5 安装时，本机遇到了重启黑屏现象，主要是驱动问题。解决方法是如下：#####
（方法1，在我尝试种没什么卵用，但有人成功了，真不幸遇到了，可以尝试一下）
（1）ctrl+alt+f1 进入命令行
（2）停掉lightdm 安装gdm
sudo stop lightdm
sudo apt-get install gdm
然后做一些清理工作：
sudo rm -rf .gconf
sudo rm -rf .gconfd
sudo rm -rf ~/.Xauthority
重启:
sudo shutdown -r now
如果还是不行，可以做接下来一步：
sudo apt-get update
sudo apt-get install nvidia-current-updates
sudo nvidia-xconfing
sudo reboot
另一种解决方案是，下载安装最新驱动（不黑屏的支持cuda的闭源驱动），然后安装cuda的run包，选择不安装显卡驱动即可。
安装显卡驱动：
sudo apt-get update
sudo apt-get install nvidia-367
sudo apt-get install mesa-common-dev
sudo apt-get install freeglut3-dev
安装cuda:
进入命令行界面
Ctrl+Alt+F1
关闭界面显示
sudo service lightdm
chmod +x <cuda安装包名字>.run (给予权限)
sudo ./ <cuda安装包名字>.run (安装)
注意：在选择是否安装选择显卡驱动时选择否。
然后关于环境变量设置，跟deb 安装方法中环境变量设置方法一致
二）mxnet 运行找不到cuda库：#####
ImportError: libcudart.so.7.5: cannot open shared object file: No such file
这是因为没有把CUDA的动态链接库加入PATH里，解决方法是，可以在./bashrc里面加入：
export LD_LIBRARY_PATH=/usr/local/cuda/targets/x86_64-linux/lib/:$LD_LIBRARY_PATH
或者是在编译MXnet的时候，在config.mk里的
ADD_LDFLAGS = -I/usr/local/cuda/targets/x86_64-linux/lib/
ADD_CFLAGS =-I/usr/local/cuda/targets/x86_64-linux/lib/
如果，在编译例子中有找不到×××.so 或某命令找不到，可以到/usr下搜索文件，添加文件路径到环境变量
注：关于黑屏和***.so找不到的情况只在14.04+cuda7.5时遇到过，16.04+cuda8.0没有遇到。
（三）安装cudnn###
本文安装的是cudnn-8.0-linux-x64-v5.0-ga，请下载和你显卡匹配的版本
1.去nvidia官网下载合适的cudnn安装包，解压####
注：cudnn-8.0-linux-x64-v5.0-ga下载下来后缀名是.solitairetheme8,在ubuntu默认环境不能直接打开，我选择的是在window上解压。
2.安装：拷贝库和头文件####
切换到cudnn安装包文件夹下cuda/lib 目录下，执行：
sudo cp lib* /usr/local/cuda/lib64/
再切换到cudnn安装包文件夹下cuda/include 目录下：执行：
sudo cp cudnn.h /usr/local/cuda/include/
3.更改文件权限，重新建立软连接####
cd /usr/local/cuda/lib64/
sudo chmod u=rwx,g=rx,o=rx libcudnn.so.5.0.5
sudo rm -rf libcudnn.so.5 libcudnn.so
sudo ln -s libcudnn.so.5.0.5 libcudnn.so.5
sudo ln -s libcudnn.so.5 libcudnn.so
（四）安装opencv###
本文安装的是opencv2.4.13
注意，gcc版本不能超过5.3，否则请降级gcc(opencv3.10则不需要)
1.安装依赖####
sudo apt-get install build-essential libgtk2.0-dev libavcodec-dev libavformat-dev libjpeg62-dev cmake libswscale-dev libjasper-dev
2.去opencv官网下载源码，解压进入源码文件夹。执行：####
// 下列命令 opencv2.4和opencv3.10通用，cmake 时关闭了一些mxnet不需要的部分
mkdir build
cd build
cmake -D BUILD_opencv_gpu=OFF -D WITH_CUDA=OFF -D WITH_1394=OFF -D CMAKE_BUILD_TYPE=RELEASE -D CMAKE_INSTALL_PREFIX=/usr/local -DINSTALL_CREATE_DISTRIB=OFF ..
make -j4
sudo make install
然后，把3rdparty/ippicv/unpack/ippicv_lnx/lib/intel64（不是build/3rdparty）目录下的libippicv.a 拷贝到 /usr/local/lib目录下
3.环境配置####
sudo gedit /etc/ld.so.conf.d/opencv.conf
在末尾加上：
/usr/local/lib
然后执行：
sudo ldconfig
打开/etc/bash.bashrc，加入：
PKG_CONFIG_PATH=$PKG_CONFIG_PATH:/usr/local/lib/pkgconfig
export PKG_CONFIG_PATH
（五）安装mxnet###
1.安装依赖####
sudo apt-get update
sudo apt-get install -y build-essential git libatlas-base-dev libopencv-dev
2.下载mxnet####
git clone --recursive https://github.com/dmlc/mxnet
3.配置和编译####
cd mxnet //如果需要编译指定版本，请先 checkout
sudo cp make/config.mk
修改config.mk文件中的设置来自定义build：
USE_CUDA = 1
USE_CUDA_PATH = /usr/local/cuda
USE_CUDNN =1
(可选 ：选择安装atlas或者openblas等其他BLAS的实现，需要额外的修改。如果ubuntu的atlas实现（sudo apt-get install libatlas-base-dev或者sudo apt-get install libopenblas-dev）)
然后编译
make -j4
4.安装Python支持####
sudo apt-get install python-setuptools python-numpy
cd python
sudo python setup.py install
建议使用python 2.7版本
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没有找到cblas库问题：
解决方法：如果已经安装了openblas, 就从openblas中把cblas.h复制到/usr/include/中。
ps:我还遇到过另外一个问题，是因为没有安装cblas库。下载编译cblas, 然后 把 libcblas.so copy到/usr/lib目录下就行了
(六)运行mnist手写识别例子###
注：有可能会遇到下载数据失败的情况，可将提前下载好的mnist数据放在例子运行目录下边
运行一下命令：
cd mxnet/example/image-classification
python train_minst.py
默认是使用cpu，使用GPU使用下边命令：
python train_mnist.py --network lenet --gpus 0
（七）制作自己的数据集（ im2rec工具的使用）###
先使用im2rec 制作出lst文件（保存图片和标签信息的文本的名字）
再使用im2rec 制作出rec文件 (mxnet可使用)
imrec 参数如下：
通用选项：
prefix ：LST或REC文件的前缀
root ：包含图片文件的文件夹路径
用于创建lst数据的选项
--list：true制作lst,false 制作rec数据 ，默认false
--exts:可接受的图像后缀列表,type=list（可输入多个类型） 比如可输入：.jpeg
--chunks：计算块的大小 ，int 默认 1
--train-ratio:图像用于训练的比例
--test-ratio:图像用于测试的比例 （注：train和test比例之和不为1时，剩余比例为val）
--recursive：如果为true递归穿行子目录并为其分配一个唯一的标签
用于创建数据库（rec）的选项:
--resize：调整图片到指定大小，默认0不调整
--center-crop：是否指定裁剪中心，把图片裁剪为矩形
--quality：图片质量 ，JPEG质量编码，1-100;或PNG压缩编码，1-9
--num-thread：使用制作数据编码时的线程数，线程数大于1，可能会导致数据集的顺序不一样（多线程并行）
--color：指定加载的图像的彩色模式。
1：加载彩色图像。图像的任何透明度将被忽略。默认为1。
0：灰度模式加载图像。
-1：加载图像，例如包括Alpha通道
--encoding：指定图像的编码 type=str, 默认.jpg
--shuffle：如果设置为true,im2rec将在制作lst数据时，随机图像顺序
--pack-label：是否为多维标签
根据需要选择参数即可。
注意：我在2016-08-29 clone的mxnet im2rec.py （0.7版也有）有两处bug：
opencv 图片大小变换错误，第93h行 和96行（两者交换） ：
# newsize = (args.resize, img.shape[0] * args.resize / img.shape[1])
newsize = (img.shape[1] * args.resize / img.shape[0], args.resize)
else:
# newsize = (img.shape[1] * args.resize / img.shape[0], args.resize)
newsize = (args.resize, img.shape[0] * args.resize / img.shape[1])
命令行参数解析，第156行修改可用：
# cgroup.add_argument('--exts', type=list, default=['.jpeg', '.jpg'],
cgroup.add_argument('--exts', type=str, nargs='+', default=['.jpeg', '.jpg'],
举例：
数据放在了目录：/home/ecarx/English/Hnd/Img
制作list 命令：
python im2rec.py 0829 ~/English/Hnd/Img/ --list=true --exts=.png --chunks=1 --train-ratio=0.6 --test-ratio=0.4 –recursive=true
制作rec 命令（lst文件在当前目录）：
python im2rec.py 0829 ~/English/Hnd/Img/ --resize=28 --encoding=.png
制作完数据集，可根据 train_imagenet.py 写数据迭代器，进行训练
注：mxnet v0.7 制作是先执行 make_lst.py，再进入 mxnet/bin 下执行 使用 im2rec（C++） 和之后新版稍有不同
（八）mxnet优缺点分析###
优点:
1.ndarray编程接口，类似matlab/numpy.ndarray/torch.tensor。独有优势在于通过背后的engine可以在性能上和内存使用上更优，（声明式）
2.symbolic接口。这个可以使得快速构建一个神经网络，和自动求导。（命令式）
3.更多binding 目前支持比较好的是python，也支持julia和R
4.更加方便的多卡和多机运行
5.性能上更优。目前mxnet比cxxnet快40%，而且gpu内存使用少了一半。
6.依赖很少，通过mshadow的模板化使得gpu和cpu代码只用写一份，分布式接口也很干净
7.移动端支持较好，已经推出了手机上图片识别的demo
8.社区活跃，提Issuse 回复很快
缺点:
1.文档少，外界相关资料也较少，大部分只能代码当文档快(现在补齐)
2.没有大公司力推（亚马逊，已经支持mxnet 11.26）
可参考文档：
http://www.cnblogs.com/zhizhan/p/5118185.html
http://blog.csdn.net/myarrow/article/details/52064608
http://chenrudan.github.io/blog/2015/11/18/comparethreeopenlib.html#0-tsina-1-2654-397232819ff9a47a7b7e80a40613cfe1?utm_source=tuicool&utm_medium=referral
http://f.dataguru.cn/thread-679134-1-1.html