EDA365电子论坛网

标题: Windows 64 与 Matlab 64 MEX混合编程初步 [打印本页]

---

作者: piday123    时间: 2020-5-7 09:21
标题: Windows 64 与 Matlab 64 MEX混合编程初步
说明
Matlab混合编程
' t" f/ @# ], O7 d+ h* l% P: D6 S       下载与安装编译器
              Microsoft Windows SDK 71CC
              TDM-GCCgccg
" d% E' c7 B0 k0 R9 C: ^                     For Matlab 2015
0 }/ \2 w2 B+ N+ v, u9 a. [# C                     For Matlab 2014
" J8 Y( a" _7 ^' g8 p" A              选择编译器
" @- Y8 d" g  U3 n2 J- Z) O, ^              编写ccpp文件
6 W8 S8 }5 ~0 e                     mexFunction函数介绍
              编译多个ccpp文件


# a' F+ b8 m0 b  {0 u说明
记录本人在Windows下，使用Matlab 64-bit 版进行混合编程时遇到的问题，主要记录编译器的安装与简要的混编过程。
* `  Y8 I" ^. f, d. s/ O
8 U2 {5 P# I+ N1 c

• Matlab版本：Matlab R2014a 64-bit、Matlab R2015b 64-bit
• 操作系统版本：Windows 8.1 64-bit、Windows10 64-bit
• 编译器：Microsoft Windows SDK 7.1(C/C++) 和 GNU编译器（有MinGW（Minimalist GNU for Windows，仅32位）、MinGW64（64位和32位）、TMD-GCC（非官方的编译器包）、CygWin等等，它们间的区别与联系参见GCC_Cygwin_MinGW_TDM-GCC）
  0 R0 k, k+ Z# [) i2 E3 f) I

Matlab混合编程
* Z7 ?, I! W( S3 I$ R5 [下载与安装编译器
Microsoft Windows SDK 7.1(C/C++)
点此Microsoft Windows SDK for Windows 7 and .NET Framework 4 (ISO)打开下载页面，是镜像文件，选择64-bit版，文件大小500M+，全部安装需占磁盘近2G。
/ D- E8 _* X" u
% p. I! d4 [, H9 U5 K下载完成后根据提示安装即可，如果出现问题，安装失败，参考：Problem&Solution 部分。

TDM-GCC（gcc/g++）
- E8 |7 \& {7 I7 KFor Matlab 2015
Matlab 2015已经开始支持GNU编译器，具体参见：Supported and Compatible Compilers for R2015b，安装方法参见：Install MinGW-w64 Compiler。

7 H4 d2 l0 A1 N; i) ?

• 注意，MATLAB 2015现仅支持GCC4.9.2，在安装TMD-GCC时，不要勾选更新，如下图：
  # E9 v# X! M2 s

% k9 E5 u. c. K+ L( a2 y5 O
9 H, b! n; W. ?4 r% Q8 v
0 Q8 |0 r" p" r' p2 T: k& o0 f

• 然后，还需注意的是安装路径不能有空格；
• 需要添加系统环境变量MW_MINGW64_LOC=your tdm-gcc path。
• 重启系统和MATLAB后，输入mex -setup显示：
  6 x4 T' i2 d% t

5 ?2 l- b2 n! J1 t9 ]

, L- b! m1 r+ p; d% a至此完成！
: [) F) i/ v7 V" T
For Matlab 2014
如下文章针对于MATLAB 2014a。
9 e; u0 H  ^0 E  A+ U. S& b& x
点此tmd-gcc打开下载页面，选择64位版本，40M+，全部安装占用400M+磁盘空间。
4 c" ~* |: x; V+ r# ?- e* g
$ l. w) e" w$ z) |: }& v根据以前使用经验，安装路径最好不要有空格中文。

% U! g4 n. @* l安装完成后，开始 -> 运行 -> cmd打开Windows命令窗口，输入gcc -v，如下图所示，显示安装信息，说明安装成功：
% z7 Y- Q" c1 a# }
" p" f# b  j# |4 r* V) @
! W5 o5 ^& D8 k8 }9 n最后的战斗：
, k% ?! t4 [7 K3 W% z3 i/ P6 W因为Matlab不支持GNU的编译器，还得做点事，下面的方法来自Using GCC (MinGW) as MATLAB’s MEX compiler 中的Bogdan的解答：

下面的代码是从Bogdan主页上下载的mexopts.bat文件代码，使用时需要做一点小小的改动。
; H: }: C. `4 N  [3 I* w. i, K5 }
5 U) F; _. v+ E  h在下面的代码中找到：set MINGWPATH=p:\mingw64这句代码，将其中的路径p:\mingw64替换成你的TMD-GCC-64的安装目录，如我的是：E:\devtools\TDM-GCC-64，然后保存并将mexopts.bat文件copy到计算机如下路径（复制下面的路径地址，粘贴到资源管理器窗口地址栏，回车即可）：
6 p0 h( e, p9 K
6 a& y. ?+ V0 ^6 L%USERPROFILE%\AppData\Roaming\Mathworks\MATLAB\R2014a\

+ X% D! s: _0 `& v1 k/ t下面是代码：
" y/ Q% A1 y3 K( F/ {0 A2 h. A; s
@Echo off
8 l& t* E$ C+ S9 I6 h$ k
:: NOTE: this is actually not a proper .bat file executed by Windows. MEX
::       parses it and only understands a very reduced set of commands:
::       "set" and "rem" apparently, everything else is ignored (behaves as
::       "rem"), so don't do any fancy batch stuff in here. There are some
# j! R* q0 f2 N: z::       undocumented special vars you can set here that will trigger MEX
; _6 C) f8 @) {' m::       to do fancy stuff.

:: You can use MinGW64 builds (win32 threads + seh unwinding) from here:
& s/ Z5 b* o9 R% I; s8 \:: http://sourceforge.net/projects/mingw-w64/files/Toolchains%20targetting%20Win64/Personal%20Builds/mingw-builds/
1 N/ J; k: |' ^7 Q! c' C
2 z6 d) u$ s5 ?. I% F: `9 G( X; c:: Tested with the following:
8 j6 u" n7 X3 }:: http://sourceforge.net/projects/mingw-w64/files/Toolchains%20targetting%20Win64/Personal%20Builds/mingw-builds/4.9.1/threads-win32/seh/x86_64-4.9.1-release-win32-seh-rt_v3-rev1.7z

:: Set this to your Mingw64 top folder, where you extracted the above
  @. a( W6 i8 u  cset MINGWPATH=p:\mingw64
5 Q( P5 C3 ^( {
3 ^* n, F1 M+ n5 V) {7 H! L" v:: Leave these alone unless you know what you're doing.
  p: L% \& i; u! sset PATH=%MINGWPATH%\bin;%PATH%
set PRELINK_CMDS=echo.>%TEMP%\mexstaticlibs

:: You can have MEX run some commands before calling the linker.
:: The two examples below will cause gcc to output the full path to some
4 I1 Y6 m9 A  B! g6 n) M:: static libraries so you can link statically to them (see the
:: LINGFLAGSPOST special var below). You can set any command here, however.
4 C6 X; f- S- `& W- urem set PRELINK_CMDS1=gcc -print-file-name=libwinpthread.a >> %TEMP%\mexstaticlibs
rem set PRELINK_CMDS2=gcc -print-file-name=libquadmath.a >> %TEMP%\mexstaticlibs
6 `2 ^1 p5 }) c+ Prem set PRELINK_CMDS3=...
+ e6 P0 h" X8 G) m
2 {9 v$ _( n* g8 J3 q2 k; Q:: You can have MEX run some commands also after calling the linker
:: (e.g. upx compress the output .mex)
rem set POSTLINK_CMDS1=upx -9 "%OUTDIR%%MEX_NAME%%MEX_EXT%"
! g3 N' p! D9 C- e" n3 k" t5 qrem set POSTLINK_CMDS2=...

:: You can change these if you really need to.
set COMPILER=g++
set COMPFLAGS=-c -I"%MATLAB%\extern\include" -DMATLAB_MEX_FILE
3 h, f% L$ v; }  g& p7 H0 _set OPTIMFLAGS=-O3 -funroll-loops -DNDEBUG
set DEBUGFLAGS=-g
. X- B6 S2 w# l2 E  M1 `' B% }set NAME_OBJECT=-o
! s" Y% R9 P7 K  A* J6 P
$ j% z" Z! E) Y) n1 _" Cset LINKER=g++
set LINKFLAGS=-shared -static-libstdc++ -static-libgcc -L"%MATLAB%\bin\win64" -L"%MATLAB%\extern\lib\win64\microsoft" -lmex -lmx -leng -lmat -lmwlapack -lmwblas

set LINKFLAGSPOST=@%TEMP%\mexstaticlibs
set NAME_OUTPUT=-o "%OUTDIR%%MEX_NAME%%MEX_EXT%"

4 P& r. X  h. i
- }  \; k: h/ j& X% ]$ z' |:: EXAMPLES
3 a. ]) a! \) W" D& {:: ========
* @9 |9 T- P. D- V0 S) w
:: You can compile simple files using "mex file.cpp". To support more than 2^32 elements, use
:: "mex -largeArrayDims file.cpp" ... use this by default, unless you know what you're doing.
$ b0 L/ }2 T3 ]% w. N7 B
:: To add include dirs, lib dirs, or compile/link flags, do:
% E; ]' W# S/ ^:: mex COMPFLAGS="$COMPFLAGS -std=gnu99 -Ix:/include/dir" LINKFLAGS="$LINKFLAGS -Lx:/libs/dir -lmylib" -largeArrayDims file.cpp

0 x; n7 ~' u: a% `* V" e: I
选择编译器
& T& E- }% |9 k/ O( \2 r& l

• 查看可用编译器：使用mex -setup查看可选择的编译器，如果没有需要自己安装，如果已安装且只安装了编译器Microsoft Windows SDK 7.1(C/C++)，显示如下结果：
  6 B. _7 z/ G  H! O( m" M" t0 c
• 选择编译器：使用mex -setup lang选择编译器，如mex -setup C++选择C++编译器，如下图：
  0 i2 c- w; p% v$ H7 ^
• 如果你也按上面TDM-GCC（gcc/g++） 中讲的方法，配置了TDM-GCC-64位的编译器，那么，你会发现结果如下：
  
  1 \1 g! E- @; I) m

: H& s$ C4 E. x0 R. F) ^6 y) _  x
% k1 a% F6 [$ c3 G刚开始我也以为不能用，后来试着编译了一下，竟然可以！
      
DT.c文件中重复定义了无穷大，注释掉，就没有提示啦！

+ U  C7 u( k# D8 J8 s9 W3 ~
& N$ U2 T+ z: ?) A( Y" @编写c/cpp文件
5 T/ e4 f2 T$ F7 D与普通的C文件的编写有两点不同：
$ L* t, n8 Y6 `

• 包含mex.h头文件，即：#include "mex.h"；
• 编写mexFunction函数。
  

0 m, Z( z6 H, g! @1 z下面以一个求和的例子说明：

#include "mex.h" // 使用MEX文件必须包含的头文件
// 执行具体工作的C函数
* K9 p8 A5 N1 N9 F  \- Rdouble add(double x, double y)
/ }. I2 O$ C- I' P- V, m$ g{
    return x + y;
( N8 G* Z* b' F3 v, B5 R, M( X}
// MEX文件接口函数
: g; z( \5 W% l3 F7 Xvoid mexFunction(int nlhs,mxArray *plhs[], int nrhs,const mxArray *prhs[])
) ]5 C* c2 V! _0 W' y{
    double *z;
  c- _3 u6 {0 U2 H% i; `    double x, y;
& W1 k0 _0 ^. p3 r* f- F    plhs[0] = mxCreateDoubleMatrix(1, 1, mxREAL);
  @: P' W6 A  W5 g, G! e8 ^    z = mxGetPr(plhs[0]);
, ^; V0 |9 ~: L' Q. X! W! ?    x = *(mxGetPr(prhs[0]));
    y = *(mxGetPr(prhs[1]));
1 X) h9 H# S2 J) n! t) G    *z = add(x, y);
$ Y$ b- W/ ^' x5 ?! V* r2 }}
1 P: v2 {; l( H2 R

Matlab命令窗口输入mex add.cpp，运行结果如下图：

. @' _% b, C; j! k# ?; p$ N
在Windows上编译后生成mexw32和mexw64文件，在Linux上编译会生成mexa32和mexa64文件。

mexFunction函数介绍
mexFunction函数接口如下：
$ s9 J3 I, D9 u8 F3 H5 n' L
void mexFunction(int nlhs, mxArray *plhs[], int nrhs, const mxArray *prhs[])
# A' h" j+ F0 l5 d
  U! z" D7 d! g( P  U可见，是没有返回值的，其实是通过指针数组plhs传递的。它共有四个参数，即左边的输出参数及数目和右边的输入参数及数目，具体参数意义如下：

参数                  意义                          英文全称                 类型
" }* W% i7 d9 s5 X5 {& `; }8 l4 G' jnlhs        左边输出参数的数目        number of left-hand side        整型（int）
plhs        指向输出参数的指针        pointer of left-hand side        指针数组
  x1 ^$ a1 ~# Z- ^nrhs        右边输入参数的数目        number of right-hand side        整型（int）
& l% x# _9 N- x! e. Uprhs        指向输入参数的指针        pointer of right-hand side        指针数组
( q  Z. `) S$ T; q, d. W/ ^
详情参考：
; v& y# v+ ]( g8 S# z* M

• Matlab参考-MEX库
• MATLAB中mexFunction函数的接口规范(转载)
• Matlab与C语言程序的应用编程接口
• matlab和C/C++混合编程–Mex
  

3 }( m5 U: g: T
编译多个c/cpp文件
假设A.c调用B.c，B.c调用C.c
) V: O6 r! X& j# t可以使用如下命令编译：

  d+ P( g9 M" Mmex C.c
1 Z5 Q7 w$ f& h, @) B; W  ~4 Pmex B.c
' B  ^  X1 f2 kmex A.c

" O/ x) Q; F' a% u& v, W7 Z或者

mex A.c B.c C.c
, O7 j2 N: w# s1 d7 x3 |- E7 z; r  }


/ M- ?: s0 ?6 ?8 v* O9 }0 ]


6 B+ H( p; }. d# P$ H8 ]

---

作者: NNNei256    时间: 2020-5-7 13:31
先收藏了吧

---

欢迎光临 EDA365电子论坛网 (https://bbs.eda365.com/)

Powered by Discuz! X3.2