SPM/SPM2 在 Windows 上的 MEX 編譯

先決條件

MinGW	www.mingw.org
Gnumex	sourceforge.net/projects/gnumex
Cygwin	www.cygwin.com

介紹

SPM mex 檔案的原始碼引用了一些標頭檔案及其各自的編譯庫，這些檔案通常存在於 Unix/Linux 發行版中，但在 Windows 中不存在。為了克服這一限制，可以在 Windows 機器上安裝名為 Cygwin 的 Linux 環境，並在該環境中進行 mex 檔案編譯。僅在 Cygwin 中編譯 mex 檔案將要求 Cygwin DLL 與 mex 檔案一起分發才能使其工作。由於 Cygwin DLL 包含許多編譯後的 Unix 例程，因此它過於龐大。為了避免使用 Cygwin DLL，可以使用 MinGW（Windows 的最小 GNU）包來提供 SPM mex 檔案所需的最小 Unix 功能。

以下是我最終實現的方法（經過一些試錯和線上研究）作為在 Windows XP 上使用 Matlab R2007a 編譯 SPM2 的 mex 檔案的工作設定...

步驟 1： 設定 Gnumex

Matlab 的 mex 命令實際上是一個批處理檔案（在 unix 中是一個 shell 指令碼），它呼叫一個 perl 指令碼來執行所選編譯器以構建適當的 mex 檔案。執行 mex 時，它會諮詢 mexopts.bat 以找到選擇的編譯器及其命令列選項。通常，mexopts.bat 由 Matlab 在您執行 'mex -setup' 並從已安裝的編譯器列表中選擇一個編譯器時生成。Gnumex 代替執行此任務並生成適當的 mexopts.bat，以便 mex 命令在 Cygwin 或 MinGW 中呼叫編譯器（編譯器實際上是 gcc）。

如果您使用的是 Matlab R2007a 或更高版本，您需要編輯 gnumex.m 以適應您的版本。假設 Gnumex 安裝在 c:\gnumex 中，並且您已將其新增到 Matlab 路徑中，請從 Matlab 提示符執行 edit gnumex.m。從 gnumex.m 的第 619 行開始，有一個 if/elseif 塊檢查變數 mlv（從 Matlab 的 version 命令獲得），此檢查僅達到版本 7，我們需要新增一個塊來處理 7.4。在第 648 行，將 end 替換為

 else % matlab R2007

   mexdefs = {};

   engdefs = {};

   fmexdefs = {};

   fengdefs = {};

 end

現在您可以從 Matlab 提示符執行 gnumex 並設定如下所示的選項

以上選項假定您已將 Gnumex 安裝到 c:\gnumex，並將 MinGW 安裝到 c:\mingw。現在點選 Make opts 按鈕。Gnumex 本身使用 2 個 mex 檔案 shortpath.dll 和 getpath.dll（準確地說），因此，如果您收到類似的錯誤

   ??? Undefined function or method 'shortpath' for input arguments of type 'char'.
   Error in ==> gnumex at 567

         s = shortpath(s);


   Error in ==> gnumex at 591

     pps = gnumex('parsepaths', pstruct);


   ??? Error using ==> gnumex('makeopt')

   Undefined function or method 'shortpath' for input arguments of type 'char'.


   ??? Error while evaluating uicontrol Callback

您可能需要 SPM/Compile the gnumex mex files，以便它們可以與您的 Matlab 版本一起使用，在您使用 gnumex 本身之前。

同樣，如果您使用的是 Matlab R2007a 或更高版本，您現在需要編輯 Gnumex 生成的 mexopts.bat 檔案，以使其與您的 Matlab 版本一起使用。預設情況下，該檔案位於

   C:\Documents and Settings\USERNAME\Application Data\MathWorks\MATLAB\R2007a

將以下幾行新增到 mexopts.bat 中 'Added libraries for linking' 部分的正下方，替換現有的 set GM_ADD_LIBS 行

   set ML=C:\PROGRA~1\MATLAB\R2007a\extern\lib\win32\micros~1
   set GM_ADD_LIBS=%ML%\libmx.lib %ML%\libmex.lib %ML%\libeng.lib %ML%\libmat.lib

步驟 2： 編輯 Makefile

與 SPM2 原始碼一起提供的 Makefile 需要幾個額外的選項，以便編譯器在編譯/連結時知道在哪裡搜尋標頭檔案和庫檔案。在大約第 60 行，您應該看到類似以下內容

   make all SUF=dll     CC="gcc -mno-cygwin -O3 -funroll-loops -fomit-frame-pointer ...

在 CC= 語句的雙引號內，可能有一些選項，例如

   -I/some/path or -L/some/path

可能安全地刪除這些預設值並插入以下內容

-DMINGWPIDT -I./ -I/cygdrive/c/mingw/include -L/cygdrive/c/mingw/lib -L/cygdrive/c/progra~1/matlab/r2007a/extern/lib/win32/micros~1

步驟 3： 編輯 win32mmap.h

開啟 c:\spm2 中的標頭檔案 win32mmap.h。在大約第 23 行，您應該看到

   typedef int pid_t;

但對於我們的編譯，我們將使用來自 MinGW 的 pid_t 定義，因此將此行包裝在 #ifndef 語句中

   #ifndef MINGWPIDT
   typedef int pid_t;
   #endif

這將告訴編譯器，如果定義了 MINGWPIDT（它被定義了，因為添加了 -DMINGWPIDT 選項到 Makefile），則不要使用 SPM 提供的檔案中的 pid_t。

步驟 4： 編譯

啟動 Cygwin 並更改目錄到 SPM2 資料夾。Cygwin 具有類似 Unix 的檔案系統結構，但維護了 /cygdrive 中的驅動器號資料夾列表，因此，如果您將 SPM2 安裝到 c:\spm2 中，那麼

   user@localhost~
   $ cd /cygdrive/c/spm2

   user@localhost/cygdrive/c/spm2
   $ make windows

如果您需要重新編譯，最好 'clean' 構建環境，即刪除上次呼叫 'make' 留下的臨時檔案和中間檔案。您可以使用以下命令來執行此操作

   user@localhost/cygdrive/c/spm2
   $ rm *.o; rm *.a; rm *.dll

希望一切順利，您沒有遇到任何錯誤，您現在應該擁有用於 SPM2 的一組工作的 dll 檔案。