Windows 64 + Matlab 64 MEX混合编程

mutougeda

# o# Z0 S4 g+ J, x* }说明
4 t. S" ^* r7 w* o  o% O  \Matlab混合编程
下载与安装编译器
9 D0 {- X& T& vMicrosoft Windows SDK 71CC
TDM-GCCgccg
9 Y5 z, M1 ~, `4 y2 t! T, p' u/ x$ UFor Matlab 2015
* C8 D* J: y. D3 j2 SFor Matlab 2014
选择编译器
5 m9 u% n. k) i. }8 G# K' l* P6 \编写ccpp文件
1 l* u* d2 U: g0 gmexFunction函数介绍
3 ^) ~7 p" o- B- F编译多个ccpp文件
5 V  ^# A7 B; A: \2 y1 J' Q一些实例
MATLAB2015编译MeanShift
& V2 q# n' q5 j) o% @9 B! {3 ]7 XProblemSolution
找不到编译器或SDK
Problem
! A+ F  D/ e) e) H% `/ G( V4 USolution
3 m1 `/ h/ `# @: _) l6 z注意
error C2143 syntax error
' K' I+ h3 l; {Problem
6 X8 x! H3 z: E) PSolution
  v- ]/ \. n% f+ @& N4 L一些有用的总结
7 b. r  r' P6 [, M' _! R/ p注意系统平台和文件路径
5 e' E5 \# G: p: ~7 w' G& J' l运行效率对比
; z7 Y9 B* L$ o( A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。

  D- [  b* f% f" P

• 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）
  

: ?8 D# j; B& F5 L  U4 m- wMatlab混合编程
0 _6 M% v% s% T7 w1 x& \* V% x# v下载与安装编译器
7 Z! ?6 \1 l/ v' E: B4 yMicrosoft 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。
, H& }+ S8 S+ c% |& ~
  u$ ^$ Q* u  W* m! E- G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。
# q$ ?- d$ M% j% ^/ K
TDM-GCC（gcc/g++）
+ L7 {3 ]5 @4 }6 n; q% cFor 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：
  

  K0 ~4 I5 v! f" W- h

• 然后，还需注意的是安装路径不能有空格；
  / h! n2 d- s6 l4 A

- p$ W: h) x5 l% L1 w

• 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：
    K) n' g: O+ r: A! \% ]. i7 F

至此完成！

* }5 x$ n4 i- i: l4 V
2 I+ x( n1 J$ I6 `" T: cFor Matlab 2014
  z& q2 u+ E% }" k! L# ]1 X如下文章针对于MATLAB 2014a。

' [( y+ y- U' |$ P2 n4 }+ O  x) @: j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。

; H' B0 i5 h. ?; ~' S7 y1 ?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：
/ J* I2 f) M) }1 i

7 n) E' p$ y: k6 B. x最后的战斗：
7 g( N9 p, V* B1 i+ 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。

% }5 ?6 V6 W! q* K9 c2 B, F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）：
( [8 @9 T3 I1 b  \6 a- ~
" j' ]4 A; ], S7 a4 [. Y9 K%USERPROFILE%\AppData\Roaming\Mathworks\MATLAB\R2014a\
" G% i6 B" z5 Q$ |' y8 f
( a: K. ?3 U. v9 y* o下面是代码：
; h  K/ u1 l4 o/ j: |
@Echo off

- t6 @& s1 E2 j:: NOTE: this is actually not a proper .bat file executed by Windows. MEX
5 V& D( a0 E8 N::       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:
% P# B. ^- o: e2 a. v7 G9 b: r:: http://sourceforge.net/projects/mingw-w64/files/Toolchains%20targetting%20Win64/Personal%20Builds/mingw-builds/
1 z1 F5 R# F  M
7 W0 m2 [+ o' Y0 b2 b2 ~6 J) Q# u:: Tested with the following:
+ n3 K) v6 e% h& B6 q. f; g, `% Z:: 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
0 ?3 P2 P" B! F. a, }
  ]5 @9 F( X: k4 k; M8 Q0 }:: Set this to your Mingw64 top folder, where you extracted the above
0 S  i  }3 T" J# Vset MINGWPATH=p:\mingw64
/ L7 l+ C, h. X* c& ~
:: Leave these alone unless you know what you're doing.
1 W/ B* d. `# v# V; d- Hset 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
3 ~8 R0 p4 ~9 K; y; K# i:: static libraries so you can link statically to them (see the
* X! e, F# m( T! I+ e3 W4 A2 _:: LINGFLAGSPOST special var below). You can set any command here, however.
rem set PRELINK_CMDS1=gcc -print-file-name=libwinpthread.a >> %TEMP%\mexstaticlibs
# ]' B  R: `5 b1 h, mrem set PRELINK_CMDS2=gcc -print-file-name=libquadmath.a >> %TEMP%\mexstaticlibs
rem set PRELINK_CMDS3=...
  J4 w; `4 {2 }7 R; _- ]
3 M& G/ _, E$ b:: 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%"
0 ^) O+ E# g/ a) |+ Erem set POSTLINK_CMDS2=...
3 D9 }; K+ ^' f" k/ |, u5 j
% e6 K2 K5 u6 K: ^  g* {) Q" J:: You can change these if you really need to.
# i3 T+ `) `6 C% p' `8 uset COMPILER=g++
7 f* N7 h; W9 l" r: ~6 z5 ^6 a  kset 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

1 @, r  A1 Q2 w  zset LINKFLAGSPOST=@%TEMP%\mexstaticlibs
set NAME_OUTPUT=-o "%OUTDIR%%MEX_NAME%%MEX_EXT%"

( ^$ j( F5 a3 }3 u# j5 A
* c, t9 ~( g% N- e) y! f:: EXAMPLES
$ ]( C5 m% N" z' J1 `:: ========

( W0 Z# r* o- X" m! d- B:: 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.
  U1 Y& ]* F+ H, F, @0 H3 e2 x
:: 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
' y& C4 {8 N- Q& }, \. @9 K. b! W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：
  l2 k3 r8 v2 |( B5 L3 c; ?. \
: O+ o4 d; B. m. |- G7 i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：
+ E; c3 w8 R; c) D, l
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：


$ j; _1 h$ z, T/ h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

) X* {2 Q2 T8 }& t  ]3 w与普通的C文件的编写有两点不同：

6 z* N! B6 f! t/ a( a

• 包含mex.h头文件，即：#include "mex.h"；
• 编写mexFunction函数。
  1 p0 {' L- D7 a/ D$ x

! ?9 n+ n, z# W. I: Q下面以一个求和的例子说明：
+ c( F: i( U" S* Q3 z1 |: @" ?
#include "mex.h" // 使用MEX文件必须包含的头文件
! k! g+ B$ S' Z4 l! S2 F( G// 执行具体工作的C函数
double add(double x, double y)
{
( X' D& {# M/ m    return x + y;
- L/ A6 x9 O0 y+ S}
- X( H+ {0 V: ?- O, h5 Z// MEX文件接口函数
void mexFunction(int nlhs,mxArray *plhs[], int nrhs,const mxArray *prhs[])
{
, i$ n& k0 }- s% q6 c/ [) f    double *z;
0 s& s/ i$ ?7 W3 o: w/ e    double x, y;
    plhs[0] = mxCreateDoubleMatrix(1, 1, mxREAL);
    z = mxGetPr(plhs[0]);
    x = *(mxGetPr(prhs[0]));
    y = *(mxGetPr(prhs[1]));
* L0 d2 a6 e& Z! `, s3 J3 w4 _    *z = add(x, y);
. z; W+ ^8 n% F3 a2 r}

0 \3 `6 r& }% {( ]
2 W) u2 u8 N$ RMatlab命令窗口输入mex add.cpp，运行结果如下图：

" w! u* s! I! ~  z9 u/ E
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。
; A) e: o" {% L. M; ~0 C
. U7 H+ q( _7 q' c/ d5 lmexFunction函数介绍
$ [# u! g* G( h6 d' H+ KmexFunction函数接口如下：

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

- G/ i4 |* _& g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：

( ^4 M& S+ H6 f9 o( L参数        意义        英文全称        类型
6 M8 m8 {, Q* t& p* Ynlhs        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
. h! {9 M, S9 n* u详情参考：

" [0 |# E: w/ VMatlab参考-MEX库

MATLAB中mexFunction函数的接口规范(转载)
# V4 y6 H; B2 w' O+ `
7 ?: ?7 ?2 l4 |% e. W) pMatlab与C语言程序的应用编程接口
. J, b3 l5 Z2 J7 Q
: I; C5 t9 |; g  Z6 _8 Xmatlab和C/C++混合编程–Mex
: z7 ~/ L4 s4 y# {2 ?
编译多个c/cpp文件
, Y) R/ Q0 G! o* Q: v7 }假设A.c调用B.c，B.c调用C.c
可以使用如下命令编译：

- Y4 G4 y3 ^# X3 r/ Hmex C.c
. U& h: C; O* X5 u# Y! zmex B.c
( [3 _8 F& D- Z2 r* P; c, c* Zmex A.c


或者

2 q7 A+ u. }- V2 k! Kmex A.c B.c C.c

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