Windows編譯環境搭建(MSYS2\MinGW\cmake)

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一、基礎環境搭建

1.1 MSYS2\MinGW

參考：1. 基于MSYS2的Mingw-w64 GCC搭建Windows下C++開發環境_msys2使用mingw64編譯

????????在Widndows系統上，使用gcc工具鏈（g++）進行C++程序開發？可以的！本文將就如何搭建這樣一個環境，展開介紹。

Windows下C/C++程序開發的差勁開發體驗：

? ? ? ? 1、首先需要安裝≈20 GB的Visual Studio（大型團隊項目，還是需要VS的）；
? ? ? ? 2、然后，很多第三方庫，需要自己去GitHub或者相應的官網上下載源碼，然后進行編譯，而編譯過程會遇到各種版本不兼容、缺少依賴、代碼錯誤、需修改makefile文件等問題……至此庫尚未編譯成功，開發人員早已經被這差勁的體驗勸退……

MSYS2有三個優點：

? ? ? ? 1、仿Linux的終端交互環境，可以使用Linux下的終端命令和快捷方式；

? ? ? ? 2、自帶pacman軟件管理包，讓您將精力放到C++代碼的編寫上，而不是復雜的依賴環境的搭建和編譯。如：GDAL、OpenCV等第三方C/C++庫，無須再去踩各種坑、艱難地編譯而是直接一個命令就安裝到了本地；

? ? ? ? 3、復用自己在Linux下的開發經驗。使用g++進行庫的鏈接、源碼編譯等操作，可更進一步了解C++代碼的編譯過程。

????????下載MSYS2

????????https://www.msys2.org/，進入MSYS2的官網，然后找到如下圖下載鏈接，點擊即可進行下載。

????????安裝MSYS2

????????如下圖，MSYS2的整個安裝過程無須特別的設置，一路默認下一步即可，安裝位置建議不要用C盤，因為后續使用pacman安裝軟件很占用空間，我是用了D盤。

????????配置pacman鏡像源

pacman是隨MSYS2一起安裝的軟件包管理工具
安裝完成MSYS2后，則可以在如下路徑找到鏡像配置文件：D:\msys64\etc\pacman.d，格式為mirrorlist.*，然后進行配置，配置前后的結果如下面兩幅圖所示。這里說的配置，其實就是將配置文件內的兩個國內的鏡像源“tsinghua（清華）”和“ustc（中科大）”，移動（剪切粘貼）到主鏡像（## Primary標識的msys2）的前面。

????????更新pacman基本軟件倉庫

????????配置完鏡像源后，需要更新pacman的基本軟件倉庫，這分兩個步驟：

????????第一步，執行如下命令，檢查更新并下載，過程中，MSYS2可能會因為安裝更新而自動關閉，此時，可再次在開始菜單中打開，然后再次執行“pacman -Syu”命令。

pacman -Syu

????????第二步，確定“pacman -Syu”命令的更新完畢，如下圖，則說明更新完畢，然后執行如下命令，以更新因執行上已更新操作，而未更新的剩余程序。

pacman -Su

????????安裝Mingw-w64 GCC編譯工具鏈
????????Mingw-w64是Windows編譯C/C++源代碼的程序集，為了安裝該軟件，須執行如下命令，即可安裝編譯C/C++程序所需的編譯工具如：gcc、g++、make等。此步驟安裝的軟件包較多，因此可能需要一定時間，取決于網絡和電腦配置，約需3-5分鐘。

pacman -S --needed base-devel mingw-w64-x86_64-toolchain

????????把D:\msys64\mingw64\bin(替換成實際路徑)加入到環境變量中，就可以在任何位置使用gcc、g++、gdb以及mingw32-make等工具了，在cmd中和VSCode終端都可以，個人覺得使用msys2生成的MinGW64程序反而不方便。添加完環境變量之后在cmd下，輸出gcc --version 和mingw32-make --version驗證。如果不添加環境變量，就只能調用D:\msys64\mingw64.exe使用gcc/g++等工具，很不方便，我基本都是在VSCode中寫代碼并編譯。

????????自此就可以使用VSCode，甚至記事本寫C/C++程序，并使用gcc/g++編譯了。注意編譯出來的程序就是.exe結尾的(動態庫是.dll和.dll.a結尾的，.lib是給MSVC編譯器用的，也就是Visual Studio。MinGW使用的是.dll.a+.dll；MSVC是.lib+.dll，兩者是不一樣的)，這里的MinGW只是模擬在Linux下的編譯過程，但是生成程序或者動態庫等還是Windows風格的。

? ? ? ? 注意：盡量不要再VSCode終端里面執行程序，因為CMD和VSCode的程序運行起來表現不一樣，尤其是在多線程環境下，編譯在CMD和VSCode終端下都是可以的。

? ? ? ? 當然，MinGW也可以不通過msys2安裝，直接在電腦上安裝MinGW也是可以的，但是因為在開發過程中，肯定還會用到其他的庫和軟件，如果每個都單獨安裝很麻煩，通過msys2就可以像Linux那樣，直接在線使用命令安裝，然后再加入Windows的環境變量中就可以了。此外如果涉及到要源碼編譯開源庫，使用msys2也很方便，msys2簡化了windows的軟件安裝和開源庫源碼編譯過程，不用msys2也是可以的，只不過不方便。

二、cmake

????????再安裝一個cmake，就可以實現大型項目的構建了，而且跨平臺(cmake不用msys2安裝，單獨安裝即可，同樣要加入到環境變量，在任何位置都可以使用)。

? ? ? ? 參考：Windows下CMake的下載與安裝詳解_cmake下載-CSDN博客

????????CMake的下載與安裝

????????CMake下載鏈接：https://cmake.org/download/。
????????下載最新穩定版即可（Latest Release）：

????????下載完成后，單擊“Next”按鈕，在下圖中勾選“I accept the terms in the License Agreement”復選框接受許可協議：

????????選中“Add CMake to the system PATH for all users”單選按鈕添加系統路徑變量。也可以同時勾選“CreateCMakeDesktopIcon”復選框，以便在安裝完成后在桌面上創建CMake的快捷方式圖標。

????????點擊Install進行安裝，在CMD下使用cmake --version進行驗證。

????????自此就可以使用cmake和MinGW構建項目了，構建過程和Linux略有區別，不過cmake和gcc/g++語法都是一樣的，步驟如下：

mkdir build
cd build
cmake -G "MinGW Makefiles" ..
mingw32-make

? ? ? ? 至此，就在Windows上搭建好了代碼編譯環境，我使用的是VSCode + MinGW + Cmake，如下圖所示。

三、編譯FFmpeg

????????在Windwos使用ffmpeg有兩種方式：

????????1、在ffmpeg官網下載Windows上編譯好的庫，MinGW和MSCV都可以使用，因為.lib和.dll.a都有(為什么我不說.dll，因為無論是MinGW還是MSCV都需要.dll，.dll是exe程序運行必須有的，除非是靜態鏈接。)

? ? ? ? 2、源碼編譯，因為ffmpeg官方編譯好的庫很多功能都沒有用，比如，沒有fdk-aac，如果要用fdk-aac就只能自己源碼編譯，此外有的軟件，例如opencv只提供了.lib和.dll，沒有.dll.a，要想在MinGW中使用，就必須源碼編譯(opencv編譯坑很多，我是直接從網上下載編譯好的，這一點和Linux不同，Linux上一臺機器上編譯出來的庫很難在另外一臺Linux上使用，除非環境及版本高度相似)。在msys2上和Linux上編譯ffmpeg很相似。

? ? ? ? 依賴安裝：

????????需求，在ffmpeg中添加libx264、libx265、libfdk-aac

????????首先用msys2搜索一下x264，使用命令：

 pacman -Ss x264

????????我是mingw64，所以安裝mingw-w64-x86_64-libx264，命令為：

 pacman -S mingw-w64-x86_64-libx264

????????使用命令查看libx264的安裝位置，命令為：

pacman -Ql mingw-w64-x86_64-libx264

????????在msys的安裝路徑下就可以找到這些庫，知道庫和頭文件的位置，后面就可以用了。

? ? ? ? 用同樣的方式安裝libx265和fdk-aac，命令為：

pacman -S mingw-w64-x86_64-x265 #mingw-w64-x86_64-x265包含了x265可執行程序，之前安裝的mingw-w64-x86_64-libx264不包含x264可執行程序，如果安裝libx264的時候想包含x264.exe也可以安裝mingw-w64-x86_64-x264，我們只用x264和x265的庫，有沒有exe都可以，我們不用
pacman -S mingw-w64-x86_64-fdk-aac

? ? ? ?安裝匯編庫

pacman -S mingw-w64-x86_64-yasm mingw-w64-x86_64-nasm

????????ffmpeg源碼下載：

? ? ? ? 下載地址：https://ffmpeg.org/releases/

????????我下載的是4.4.5

????????此時我們打開minw64，用來編譯ffmpeg源碼。

????????查看當前所在目錄

????????當前所在目錄為/home/sunkx1，在Windows上的實際路徑就為D:\msys64\home\sunkx1，把下載的ffmpeg源碼放到D:\msys64\home\sunkx1下面，ls看一下，就可以看到ffmpeg源碼了。

????????解壓：

tar -zxvf ffmpeg-4.4.5.tar.gz

? ? ? ? 進入到源碼目錄：

cd ffmpeg-4.4.5/

????????配置：

./configure --prefix=/home/sunkx1/ff-build --enable-libx264 --enable-libx265 --enable-gpl --disable-x86asm --enable-nonfree --enable-libfdk-aac  --enable-shared  --extra-cflags=-I/mingw64/include --extra-ldflags=-L/mingw64/lib

????????--prefix指定安裝目錄。

????????--enable-gpl：允許使用 GPL 許可證的組件，比如 libx264 和 libx265，如果沒有這個選項，FFmpeg 會拒絕編譯 libx264。
????????--enable-nonfree：啟用一些非自由組件，不啟用，libfdk-aac 就無法使用。

????????--disable-x86asm：禁用 x86 匯編優化（主要影響 H.264/HEVC 編碼性能）。

????????--enable-shared：啟用共享庫（動態庫 .dll 或 .so）。

????????--extra-cflags和--extra-ldflags指定libx264、libx265、libfdk-aac的安裝路徑。

? ? ? ? 編譯安裝：

make -j
make install

????????把如下路徑添加到環境變量

D:\msys64\mingw64\bin
D:\msys64\home\sunkx1\ff-build\bin

????????第一個是x264、x265、fdk-aac的庫所在位置(.dll)

????????第二個是ffmpeg庫所在位置(.dll和exe)

? ? ? ? 配置好之后就可以在cmd中使用ffmpeg了，

? ? ? ? 在cmake中配置，就可以使用ffmpeg了

? ? ? ? 1、頭文件位置

D:\msys64\mingw64\include
D:\msys64\home\sunkx1\ff-build\include

? ? ? ? 2、鏈接庫位置

D:\msys64\mingw64\lib
D:\msys64\home\sunkx1\ff-build\lib

????????上面編譯出來的ffmpeg不包含ffplay，因為ffplay依賴sdl，所以需要安裝sdl才可以，同樣使用pacman安裝即可。