如何使用mxe将centos下的C++项目（使用了pybind）编译成windows下的可执行文件？

Question

如何使用mxe将centos下的C++项目（使用了pybind）编译成windows下的可执行文件

如题，现在我有一个C++项目，需要#include<pybind.h>，pybind.h会引用Python.h

但是Python的linux版与windows版是不一样的，比如linux版python会引用linux中的sys/net.h头文件，该头文件并不存在于windows系统中，直接使用linux版python编译会报出reference error

为了解决这个问题，我尝试了将windows下python打包放进linux系统下，但是CMake在find_package(Python3 REQUIRED)时仍然寻找到的是linux下的python而不是我打包的windows版python。

除此以外我还尝试过修改 pybind11_DIR, Python3_DIR来使CMake能够指向我希望的python，这个做法的结果是在最后链接阶段会出现undefined reference的报错。

请问我该如何做才能将该项目成功地打包成exe文件

Answer 1

使用 MXE（M cross environment）在 CentOS 下将使用 pybind11 的 C++ 项目编译成 Windows 下的可执行文件需要一些特殊的设置，特别是对于跨平台 Python 环境的处理。

前提条件

1. 安装 MXE：MXE 提供了交叉编译环境，可以编译生成 Windows 可执行文件。
2. 安装 pybind11：你需要确保你的项目已经正确配置并使用 pybind11。

步骤

1. 安装 MXE

首先，在你的 CentOS 机器上安装 MXE。假设你已经安装了 Git 和必要的编译工具：

git clone https://github.com/mxe/mxe.git
cd mxe
make gcc

2. 安装 MXE Python 依赖

由于你的项目依赖于 pybind11 和 Python，需要安装与 Windows 兼容的 Python 库。你可以使用 MXE 提供的包管理工具安装：

make python

3. 配置交叉编译环境

为确保 CMake 使用 MXE 环境中的工具链，创建一个 toolchain.cmake 文件：

# toolchain.cmake
set(CMAKE_SYSTEM_NAME Windows)
set(CMAKE_SYSTEM_VERSION 1)

set(CMAKE_C_COMPILER i686-w64-mingw32.static-gcc)
set(CMAKE_CXX_COMPILER i686-w64-mingw32.static-g++)

set(CMAKE_FIND_ROOT_PATH /path/to/mxe/usr/i686-w64-mingw32.static)

set(CMAKE_FIND_ROOT_PATH_MODE_PROGRAM NEVER)
set(CMAKE_FIND_ROOT_PATH_MODE_LIBRARY ONLY)
set(CMAKE_FIND_ROOT_PATH_MODE_INCLUDE ONLY)

将 /path/to/mxe 替换为你 MXE 目录的实际路径。

4. 编译 pybind11

在 MXE 环境中编译 pybind11：

cd /path/to/mxe
make pybind11

5. 编译你的项目

在你的项目目录下，创建一个 build 目录并使用 CMake 配置和编译项目：

mkdir build
cd build
cmake -DCMAKE_TOOLCHAIN_FILE=/path/to/your/toolchain.cmake ..
make

这将生成 Windows 可执行文件。

示例项目配置

假设你的项目结构如下：

my_project/
├── CMakeLists.txt
├── src/
│   └── main.cpp
└── include/
    └── pybind11.h

你的 CMakeLists.txt 可能如下所示：

cmake_minimum_required(VERSION 3.10)
project(MyProject)

# Add pybind11
add_subdirectory(/path/to/mxe/usr/i686-w64-mingw32.static/include/pybind11)

find_package(Python3 REQUIRED COMPONENTS Interpreter Development)
include_directories(${Python3_INCLUDE_DIRS})

add_executable(my_project src/main.cpp)
target_link_libraries(my_project PRIVATE pybind11::module ${Python3_LIBRARIES})

在 src/main.cpp 中使用 pybind11：

#include <pybind11/pybind11.h>

namespace py = pybind11;

int main() {
    py::scoped_interpreter guard{};
    py::print("Hello, World!");
    return 0;
}

常见问题和排查

1. 找不到 Python 头文件或库：
   确保你在 CMakeLists.txt 中正确设置了 Python 的路径，并且 Python 库已经在 MXE 环境中安装。
2. undefined reference 错误：
   确认链接库的路径正确，并且在目标文件中包含了所需的所有库。可以通过设置 CMAKE_FIND_ROOT_PATH 和 target_link_libraries 来确保链接正确。