Windows编译环境搭建(MSYS2\MinGW\cmake)

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一、基础环境搭建

1.1 MSYS2\MinGW

参考：1. 基于MSYS2的Mingw-w64 GCC搭建Windows下C++开发环境_msys2使用mingw64编译

        在Widndows系统上，使用gcc工具链（g++）进行C++程序开发？可以的！本文将就如何搭建这样一个环境，展开介绍。

• Windows下C/C++程序开发的差劲开发体验：

        1、首先需要安装≈20 GB的Visual Studio（大型团队项目，还是需要VS的）；
        2、然后，很多第三方库，需要自己去GitHub或者相应的官网上下载源码，然后进行编译，而编译过程会遇到各种版本不兼容、缺少依赖、代码错误、需修改makefile文件等问题……至此库尚未编译成功，开发人员早已经被这差劲的体验劝退……

• MSYS2有三个优点：

        1、仿Linux的终端交互环境，可以使用Linux下的终端命令和快捷方式；

        2、自带pacman软件管理包，让您将精力放到C++代码的编写上，而不是复杂的依赖环境的搭建和编译。如：GDAL、OpenCV等第三方C/C++库，无须再去踩各种坑、艰难地编译而是直接一个命令就安装到了本地；

        3、复用自己在Linux下的开发经验。使用g++进行库的链接、源码编译等操作，可更进一步了解C++代码的编译过程。

        下载MSYS2

        https://www.msys2.org/，进入MSYS2的官网，然后找到如下图下载链接，点击即可进行下载。

        安装MSYS2

        如下图，MSYS2的整个安装过程无须特别的设置，一路默认下一步即可，安装位置建议不要用C盘，因为后续使用pacman安装软件很占用空间，我是用了D盘。

        配置pacman镜像源

• pacman是随MSYS2一起安装的软件包管理工具
• 安装完成MSYS2后，则可以在如下路径找到镜像配置文件：D:\msys64\etc\pacman.d，格式为mirrorlist.*，然后进行配置，配置前后的结果如下面两幅图所示。这里说的配置，其实就是将配置文件内的两个国内的镜像源“tsinghua（清华）”和“ustc（中科大）”，移动（剪切粘贴）到主镜像（## Primary标识的msys2）的前面。

        更新pacman基本软件仓库

        配置完镜像源后，需要更新pacman的基本软件仓库，这分两个步骤：

        第一步，执行如下命令，检查更新并下载，过程中，MSYS2可能会因为安装更新而自动关闭，此时，可再次在开始菜单中打开，然后再次执行“pacman -Syu”命令。

pacman -Syu

        第二步，确定“pacman -Syu”命令的更新完毕，如下图，则说明更新完毕，然后执行如下命令，以更新因执行上已更新操作，而未更新的剩余程序。

pacman -Su

        安装Mingw-w64 GCC编译工具链
        Mingw-w64是Windows编译C/C++源代码的程序集，为了安装该软件，须执行如下命令，即可安装编译C/C++程序所需的编译工具如：gcc、g++、make等。此步骤安装的软件包较多，因此可能需要一定时间，取决于网络和电脑配置，约需3-5分钟。

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

        把D:\msys64\mingw64\bin(替换成实际路径)加入到环境变量中，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终端都可以，个人觉得使用msys2生成的MinGW64程序反而不方便。添加完环境变量之后在cmd下，输出gcc --version 和mingw32-make --version验证。如果不添加环境变量，就只能调用D:\msys64\mingw64.exe使用gcc/g++等工具，很不方便，我基本都是在VSCode中写代码并编译。

        自此就可以使用VSCode，甚至记事本写C/C++程序，并使用gcc/g++编译了。注意编译出来的程序就是.exe结尾的(动态库是.dll和.dll.a结尾的，.lib是给MSVC编译器用的，也就是Visual Studio。MinGW使用的是.dll.a+.dll；MSVC是.lib+.dll，两者是不一样的)，这里的MinGW只是模拟在Linux下的编译过程，但是生成程序或者动态库等还是Windows风格的。

        注意：尽量不要再VSCode终端里面执行程序，因为CMD和VSCode的程序运行起来表现不一样，尤其是在多线程环境下，编译在CMD和VSCode终端下都是可以的。

        当然，MinGW也可以不通过msys2安装，直接在电脑上安装MinGW也是可以的，但是因为在开发过程中，肯定还会用到其他的库和软件，如果每个都单独安装很麻烦，通过msys2就可以像Linux那样，直接在线使用命令安装，然后再加入Windows的环境变量中就可以了。此外如果涉及到要源码编译开源库，使用msys2也很方便，msys2简化了windows的软件安装和开源库源码编译过程，不用msys2也是可以的，只不过不方便。

二、cmake

        再安装一个cmake，就可以实现大型项目的构建了，而且跨平台(cmake不用msys2安装，单独安装即可，同样要加入到环境变量，在任何位置都可以使用)。

        参考：Windows下CMake的下载与安装详解_cmake下载-CSDN博客

        CMake的下载与安装

        CMake下载链接：https://cmake.org/download/。
        下载最新稳定版即可（Latest Release）：

        下载完成后，单击“Next”按钮，在下图中勾选“I accept the terms in the License Agreement”复选框接受许可协议：

        选中“Add CMake to the system PATH for all users”单选按钮添加系统路径变量。也可以同时勾选“CreateCMakeDesktopIcon”复选框，以便在安装完成后在桌面上创建CMake的快捷方式图标。

        点击Install进行安装，在CMD下使用cmake --version进行验证。

        自此就可以使用cmake和MinGW构建项目了，构建过程和Linux略有区别，不过cmake和gcc/g++语法都是一样的，步骤如下：

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

        至此，就在Windows上搭建好了代码编译环境，我使用的是VSCode + MinGW + Cmake，如下图所示。

三、编译FFmpeg

        在Windwos使用ffmpeg有两种方式：

        1、在ffmpeg官网下载Windows上编译好的库，MinGW和MSCV都可以使用，因为.lib和.dll.a都有(为什么我不说.dll，因为无论是MinGW还是MSCV都需要.dll，.dll是exe程序运行必须有的，除非是静态链接。)

        2、源码编译，因为ffmpeg官方编译好的库很多功能都没有用，比如，没有fdk-aac，如果要用fdk-aac就只能自己源码编译，此外有的软件，例如opencv只提供了.lib和.dll，没有.dll.a，要想在MinGW中使用，就必须源码编译(opencv编译坑很多，我是直接从网上下载编译好的，这一点和Linux不同，Linux上一台机器上编译出来的库很难在另外一台Linux上使用，除非环境及版本高度相似)。在msys2上和Linux上编译ffmpeg很相似。

        依赖安装：

        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，所以安装mingw-w64-x86_64-libx264，命令为：

 pacman -S mingw-w64-x86_64-libx264

        使用命令查看libx264的安装位置，命令为：

pacman -Ql mingw-w64-x86_64-libx264

        在msys的安装路径下就可以找到这些库，知道库和头文件的位置，后面就可以用了。

        用同样的方式安装libx265和fdk-aac，命令为：

pacman -S mingw-w64-x86_64-x265 #mingw-w64-x86_64-x265包含了x265可执行程序，之前安装的mingw-w64-x86_64-libx264不包含x264可执行程序，如果安装libx264的时候想包含x264.exe也可以安装mingw-w64-x86_64-x264，我们只用x264和x265的库，有没有exe都可以，我们不用
pacman -S mingw-w64-x86_64-fdk-aac

       安装汇编库

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

        ffmpeg源码下载：

        下载地址：https://ffmpeg.org/releases/

        我下载的是4.4.5

        此时我们打开minw64，用来编译ffmpeg源码。

        查看当前所在目录

        当前所在目录为/home/sunkx1，在Windows上的实际路径就为D:\msys64\home\sunkx1，把下载的ffmpeg源码放到D:\msys64\home\sunkx1下面，ls看一下，就可以看到ffmpeg源码了。

        解压：

tar -zxvf ffmpeg-4.4.5.tar.gz

        进入到源码目录：

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指定安装目录。

        --enable-gpl：允许使用 GPL 许可证 的组件，比如 libx264 和 libx265，如果没有这个选项，FFmpeg 会拒绝编译 libx264。
        --enable-nonfree：启用一些 非自由组件，不启用，libfdk-aac 就无法使用。

        --disable-x86asm：禁用 x86 汇编优化（主要影响 H.264/HEVC 编码性能）。

        --enable-shared：启用共享库（动态库 .dll 或 .so）。

        --extra-cflags和--extra-ldflags指定libx264、libx265、libfdk-aac的安装路径。

        编译安装：

make -j
make install

        把如下路径添加到环境变量

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

        第一个是x264、x265、fdk-aac的库所在位置(.dll)

        第二个是ffmpeg库所在位置(.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、头文件位置

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

        2、链接库位置

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

        上面编译出来的ffmpeg不包含ffplay，因为ffplay依赖sdl，所以需要安装sdl才可以，同样使用pacman安装即可。