Windows 64 + Matlab 64 MEX混合编程

mutougeda

( p/ x! A% B5 ]& x4 W! ?说明
Matlab混合编程
' [2 Y- v: E; J2 k1 ]- s$ t9 }下载与安装编译器
: T2 _' Y/ v2 T7 u1 N. GMicrosoft Windows SDK 71CC
TDM-GCCgccg
% y$ J/ N( K5 w9 j3 i; U/ [* G  h! BFor Matlab 2015
" }0 w* T8 D) [9 @For Matlab 2014
选择编译器
: Z$ _* e$ \2 }! [* K编写ccpp文件
) ^0 `5 y5 b  ?7 F" imexFunction函数介绍
编译多个ccpp文件
一些实例
% R6 u& @7 i7 y$ pMATLAB2015编译MeanShift
2 D8 _5 X; A0 U/ [! R& Y5 tProblemSolution
" p: ]7 J3 m! ]  G& t  }6 L9 f找不到编译器或SDK
' V3 d2 ^! L3 Q$ g3 D" sProblem
Solution
6 D+ K" ]( h1 j注意
error C2143 syntax error
5 r  u* ~$ P3 {! DProblem
( v- y/ Z/ ]8 QSolution
一些有用的总结
+ N4 H) q" k& q6 ]注意系统平台和文件路径
运行效率对比
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）
  

/ s, D0 a, k: i0 NMatlab混合编程
; M" C2 \; p& `下载与安装编译器
  ^4 Q' z1 z, q5 TMicrosoft 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。
3 X2 w: J2 }2 ]: {  I
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。
0 M. f' A  l' o; `4 @& Q
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。
% l. g4 [& K. G% R8 e0 n

• 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：
  2 G9 |6 _) p" s% _1 [+ d; }9 l- U$ [

• 然后，还需注意的是安装路径不能有空格；
  2 h  B( @6 ?. m  o( G3 d+ ~  G, y& ?

2 p+ U% h7 L9 S; q+ G  P

• 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：
  

0 u* Y& n5 G6 f3 u" w  q至此完成！
" f% O  c+ ~7 d+ J9 W$ ]! a" l

$ b6 r. e4 G1 R2 tFor Matlab 2014
如下文章针对于MATLAB 2014a。

5 M3 X2 C& Q* U6 T% p8 l& b; H0 I) V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。

* F& p6 l5 q7 D" ~) _; M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：
& }7 F; }' c' \% B# J8 O( k9 O
( D! ]- E* y: m' v) c
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：

- ~8 k' C' I- ]9 U- m$ k! U3 B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。
6 T* y4 r) Y' J8 }' x& E
8 E  I& j% P+ C' L  W+ W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）：
1 s! N, X  d' I- I
%USERPROFILE%\AppData\Roaming\Mathworks\MATLAB\R2014a\
1 ?6 M" K) r# l
下面是代码：

+ y1 G+ J9 A- N# @+ A@Echo off
0 ^; t2 q2 o! z  Q
:: NOTE: this is actually not a proper .bat file executed by Windows. MEX
::       parses it and only understands a very reduced set of commands:
: E( \7 {0 s, Q: G::       "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
7 F: W5 Y6 Y2 [# b: W::       to do fancy stuff.

1 t, m/ _7 g+ x' Q# O" W0 @. w) t:: 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/
- _3 v( K0 j- l! z' U/ e
:: Tested with the following:
, r5 T% q/ a( C: T8 t:: 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
' V% d* y2 A# [
:: Set this to your Mingw64 top folder, where you extracted the above
set MINGWPATH=p:\mingw64
8 _! c  b3 @1 `  r7 ?4 U2 R& W
:: Leave these alone unless you know what you're doing.
set PATH=%MINGWPATH%\bin;%PATH%
! O6 N1 p4 V; c( F; O5 X$ ^/ I* ]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
2 o: _0 R: v& w6 L( n" d:: static libraries so you can link statically to them (see the
6 F/ f# ^. W* M( g5 t( t:: LINGFLAGSPOST special var below). You can set any command here, however.
rem set PRELINK_CMDS1=gcc -print-file-name=libwinpthread.a >> %TEMP%\mexstaticlibs
+ k- S& h6 q1 _% v- Xrem set PRELINK_CMDS2=gcc -print-file-name=libquadmath.a >> %TEMP%\mexstaticlibs
rem set PRELINK_CMDS3=...
7 o( \+ V3 V; B9 D  D0 A
+ u1 F; T, C0 u. J9 R:: 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%"
8 ^0 N: F- Z# G( N+ t6 Jrem set POSTLINK_CMDS2=...
: I1 {7 ?8 r% d, W
:: You can change these if you really need to.
7 B7 D! o. {$ aset COMPILER=g++
set COMPFLAGS=-c -I"%MATLAB%\extern\include" -DMATLAB_MEX_FILE
! h8 `" ?5 [: z- Y, I% pset OPTIMFLAGS=-O3 -funroll-loops -DNDEBUG
+ v3 x% f, n6 F8 j/ M" P) Sset DEBUGFLAGS=-g
% ]% \0 t7 r% d/ c. f% nset NAME_OBJECT=-o

set LINKER=g++
0 f& ?  R: l9 R& U; [' k$ Pset 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
! X$ r% G5 O- ]set NAME_OUTPUT=-o "%OUTDIR%%MEX_NAME%%MEX_EXT%"
6 G+ J  s9 g/ w

! B, T" u( D; c" g:: EXAMPLES
:: ========

) B& u9 [, J3 R' C1 A3 P, e, f% d" x:: You can compile simple files using "mex file.cpp". To support more than 2^32 elements, use
. P! Y- T, E. w) d* o- h4 D5 W:: "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
* G7 r( ~6 B# L2 `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：
, R8 t- E/ ^& |# N/ ?1 Q  P  t
& L- i- V' ?  g$ @- ~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 w% {1 E1 d. v* h3 J
2 g% `, @2 I4 t0 F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：
; M/ t% M0 u& X

9 u. V7 J9 ^' O" A+ w4 W4 o0 @: j刚开始我也以为不能用，后来试着编译了一下，竟然可以！
- d/ V' ?$ x+ s: L" f
, B$ n. v9 U- H5 Z% R% d( {
DT.c文件中重复定义了无穷大，注释掉，就没有提示啦！

, h" T3 i  T) U! V
编写c/cpp文件

与普通的C文件的编写有两点不同：
1 g& l9 Q+ L. B& H0 ?

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

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
/ g4 v. r  e, N5 i4 Gdouble add(double x, double y)
9 X& J$ `' D1 a# Z# E4 W# q{
    return x + y;
}
// MEX文件接口函数
) t. _* q- a  }4 O; Kvoid mexFunction(int nlhs,mxArray *plhs[], int nrhs,const mxArray *prhs[])
{
    double *z;
/ L1 U0 @: [- U2 j; ~    double x, y;
; t' j# r0 p# K8 \3 A) c' |# s8 ]    plhs[0] = mxCreateDoubleMatrix(1, 1, mxREAL);
    z = mxGetPr(plhs[0]);
    x = *(mxGetPr(prhs[0]));
    y = *(mxGetPr(prhs[1]));
) r. y! E) E: I) A4 F( k0 g4 e    *z = add(x, y);
  I2 H8 j; `8 Y9 n}

$ n7 M/ D" X8 |% k
Matlab命令窗口输入mex add.cpp，运行结果如下图：
/ L6 p# b% @; i  \- n3 ?
5 S$ l2 c2 b' a5 W9 ^% _
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。

# n& h( F9 I" t7 e; {mexFunction函数介绍
- i9 U( Z$ K/ @# a& _mexFunction函数接口如下：

void mexFunction(int nlhs, mxArray *plhs[], int nrhs, const mxArray *prhs[])
9 \6 }: f, d7 W2 K- j) G7 A/ {
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：
) |: O5 M3 L3 k+ q
参数        意义        英文全称        类型
- i( A' _* {1 W1 f* I5 R! Lnlhs        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
( _) q3 j! Y5 n, Xnrhs        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
5 Y6 f7 u) ^  j; T详情参考：
, H) v; X% y# D. a3 O
3 d9 f4 i4 ^5 fMatlab参考-MEX库
3 ^" J3 t- O  B) g# A  T
" R" W4 r: p! f) h( H3 A/ }& YMATLAB中mexFunction函数的接口规范(转载)
* L+ p  ^8 R& M8 W5 p# S
. _% K8 v9 B! }% R! H( TMatlab与C语言程序的应用编程接口
* e/ f. `$ e* `0 y& V
' W: s3 L. D, l% Bmatlab和C/C++混合编程–Mex
$ u. z, Y; D6 W$ c) g
编译多个c/cpp文件
7 U# @, @0 ^0 r: H5 E假设A.c调用B.c，B.c调用C.c
/ ]  D: b2 }* M- k. L; ?可以使用如下命令编译：

& Q* m9 Q; q: a% z1 E0 f" rmex C.c
1 K8 S/ u2 ^! @: M( }  amex B.c
mex A.c

' g& [" y% X" N
2 \/ L. Q: H0 Y, M6 n/ S! \或者
$ h1 p' Y' G$ J! \' Y  I: }8 p
4 V, D6 ]# k5 I7 @4 m& zmex A.c B.c C.c

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