Windows 64 与 Matlab 64 MEX混合编程初步

piday123 · 发表于 2020-5-7 09:21

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说明
Matlab混合编程
   下载与安装编译器
            Microsoft Windows SDK 71CC
            TDM-GCCgccg
                  For Matlab 2015
                  For Matlab 2014
            选择编译器
            编写ccpp文件
                  mexFunction函数介绍
            编译多个ccpp文件

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。

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）7 n/ v" b& e8 ]1 V8 \4 `

Matlab混合编程
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。

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++）
For 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。

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：& D7 y" i$ E& L

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：
4 s9 O( {6 s7 |4 M" |

至此完成！

For Matlab 2014
如下文章针对于MATLAB 2014a。

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。

根据以前使用经验，安装路径最好不要有空格中文。

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：

最后的战斗：
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。

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）：

%USERPROFILE%\AppData\Roaming\Mathworks\MATLAB\R2014a\

下面是代码：

@Echo off

:: 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
::    undocumented special vars you can set here that will trigger MEX
::    to do fancy stuff.

:: You can use MinGW64 builds (win32 threads + seh unwinding) from here:
:: http://sourceforge.net/projects/mingw-w64/files/Toolchains%20targetting%20Win64/Personal%20Builds/mingw-builds/

:: Tested with the following:
:: 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
set MINGWPATH=p:\mingw64

:: Leave these alone unless you know what you're doing.
set 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
:: static libraries so you can link statically to them (see the
:: LINGFLAGSPOST special var below). You can set any command here, however.
rem set PRELINK_CMDS1=gcc -print-file-name=libwinpthread.a >> %TEMP%\mexstaticlibs
rem set PRELINK_CMDS2=gcc -print-file-name=libquadmath.a >> %TEMP%\mexstaticlibs
rem set PRELINK_CMDS3=...

:: 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%"
rem 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
set OPTIMFLAGS=-O3 -funroll-loops -DNDEBUG
set DEBUGFLAGS=-g
set NAME_OBJECT=-o

set 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%"

:: EXAMPLES
:: ========

:: 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.

:: To add include dirs, lib dirs, or compile/link flags, do:
:: mex COMPFLAGS="$COMPFLAGS -std=gnu99 -Ix:/include/dir" LINKFLAGS="$LINKFLAGS -Lx:/libs/dir -lmylib" -largeArrayDims file.cpp

选择编译器

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：
/ {5 O6 e9 d+ Q- w2 b5 \

4.png (25.71 KB, 下载次数: 12)

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2020-5-7 09:16 上传
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：
9 ]6 S y9 W8 c

5.png (22.98 KB, 下载次数: 13)

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2020-5-7 09:16 上传
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：
$ ?4 i, F0 G1 `# G

6.png (26.04 KB, 下载次数: 12)

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2020-5-7 09:16 上传

4 J# G, s7 l" c( n) O& 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！

编写c/cpp文件
与普通的C文件的编写有两点不同：

包含mex.h头文件，即：#include "mex.h"；
编写mexFunction函数。" z' t( ]7 s) g0 e( k

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
double add(double x, double y)
{
return x + y;
}
// MEX文件接口函数
void mexFunction(int nlhs,mxArray *plhs[], int nrhs,const mxArray *prhs[])
{
double *z;
double x, y;
plhs[0] = mxCreateDoubleMatrix(1, 1, mxREAL);
z = mxGetPr(plhs[0]);
x = *(mxGetPr(prhs[0]));
y = *(mxGetPr(prhs[1]));
*z = add(x, y);
}

Matlab命令窗口输入mex add.cpp，运行结果如下图：

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：

void mexFunction(int nlhs, mxArray *plhs[], int nrhs, const mxArray *prhs[])

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
nlhs       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
nrhs       右边输入参数的数目       number of right-hand side       整型（int）
prhs       指向输入参数的指针       pointer of right-hand side       指针数组

详情参考：

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
% `+ u( r6 H4 N" S

编译多个c/cpp文件
假设A.c调用B.c，B.c调用C.c
可以使用如下命令编译：

mex C.c
mex B.c
mex A.c

或者

mex A.c B.c C.c

NNNei256 · 发表于 2020-5-7 13:31

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