Windows MSYS2 构建安装 PyMesh

1. 前言

关于PyMesh

PyMesh

is a code base developed by Qingnan Zhou for his PhD research at New York University. It is a rapid prototyping platform focused on geometry processing.

PyMesh

is written with both C++ and Python, where computational intensive functionalities are realized in C++, and Python is used for creating minimalistic and easy to use interfaces.

PyMesh GitHub仓库：

GitHub – PyMesh/PyMesh: Geometry Processing Library for Python

在Linux和MacOS中，PyMesh可以使用
setup.py
完成一键安装，但由于依赖库及编译环境所限，在Windows中使用该脚本会导致许多错误，而无法完成编译和安装。

经过多次踩坑，我成功地在Windows中安装运行了PyMesh，在此进行记录。

系统环境

Windows 10 20H2
MSYS2

2. 环境配置

PyMesh安装指南中涉及到一些系统依赖，这些依赖需要单独安装：

Python

NumPy

SciPy

GMP

MPFR

Boost

本次编译在

MSYS2

环境下进行。开发软件包选择
mingw-w64-x86_64-*
，因此编译产品可以直接在Windows原生环境中运行。

运行

MSYS2 MinGW x64

终端，并运行以下命令安装所需工具：

# 安装必需的dev库和工具
pacman -S base-devel msys2-devel
# 安装MinGW工具链
pacman -S mingw-w64-x86_64-toolchain mingw-w64-x86_64-cmake mingw-w64-x86_64-ninja
# 安装Python和依赖库
pacman -S mingw-w64-x86_64-python3 mingw-w64-x86_64-python-pip mingw-w64-x86_64-python-numpy mingw-w64-x86_64-python-scipy
# 安装GMP和MPFR所需的m4依赖
pacman -S m4

# 我的环境配置如下
$ which make gcc g++ gfortran cmake ninja
/mingw64/bin/make
/mingw64/bin/gcc
/mingw64/bin/g++
/mingw64/bin/gfortran
/mingw64/bin/cmake
/mingw64/bin/ninja

克隆PyMesh仓库。此处建议使用

FastGit

代理来加速完整仓库和子模块的克隆。
```
git clone https://github.com/PyMesh/PyMesh.git
cd PyMesh
git submodule update --init
```

前往
pymesh/
以外的文件夹，在

Boost

网站下载、解压、安装Boost。本案例使用
boost_1_78_0
演示。

# 根据自己路径确定
cd ~/Projects
wget https://boostorg.jfrog.io/artifactory/main/release/1.78.0/source/boost_1_78_0.zip
unzip boost_1_78_0.zip
# 初始化
cd boost_1_78_0
./bootstrap.bat  # 双击运行即可
# 安装至/usr
./b2 --build-dir=./tmp --build-type=complete threading=multi link=static toolset=gcc stage install --prefix=/usr

前往
pymesh/
以外的文件夹，下载
GMP
和
MPFR
的源码。也可以使用CGAL提供的Windows预编译库文件。

wget https://gmplib.org/download/gmp/gmp-6.2.1.tar.xz
tar xvf gmp-6.2.1.tar.xz
wget https://www.mpfr.org/mpfr-current/mpfr-4.1.0.tar.xz
tar xvf mpfr-4.1.0.tar.xz

（可选）安装MPFR补丁文件：

cd mpfr-4.1.0/
wget https://www.mpfr.org/mpfr-current/allpatches
pacman -S patch
patch -N -Z -p1 < allpatches

建立临时的库目录来构建GMP和MPFR，也可以使用
/usr
作为安装目录。
```
mkdir ~/Projects/c
```

至此，环境配置完成。

3. 编译依赖库

第三方依赖库需编译为静态链接库（.lib）。编译过程分为系统依赖库和
PyMesh/third-party
中的第三方依赖库。

在全部编译的过程中，我们尽量很少地使用
setup.py
提供的代码，否则会带来一些麻烦。

编译GMP

cd /path/to/your/gmp
./configure --prefix=~/Projects/c --enable-cxx
make
make check   # 可选，该过程非常耗时
make install

编译MPFR

注意，编译MPFR需要指定GMP的安装路径。

cd /path/to/your/mpfr
./configure --prefix=~/Projects/c --with-gmp=~/Projects/c --disable-shared
make && make install

编译third_party依赖

根据
setup.py
中设置的编译命令，咱们需要编译以下的库：
cgal eigen triangle clipper qhull cork draco tetgen tbb mmg json
。这些库使用
third_party/build.py
进行编译。

在此之前，部分代码文件需要进行修改。以下代码内容中的行号提示，均以完全没有修改过的最最最原始的文件为准。

修改
`build.py`

# Line 35
# 在build_generic方法中修改build_flags变量，添加一个选项。路径改为自己的
# 环境变量缺啥加啥就行
    build_flags = build_flags + " -DBoost_INCLUDE_DIR=X:/path/to/boost_1_78_0/"

# Line 43
# 为cmake cmd添加一个生成MinGW Makefiles的选项。这个选项不能直接加到字符串里，否则会被split()分开。
    cmdsplit = cmd.split()
    cmdsplit.append('-G "MinGW Makefiles"')
    # subprocess.check_call(cmd.split(), cwd=build_dir);
    subprocess.check_call(cmdsplit, cwd=build_dir);

修改
`third_party/cork/src/util/prelude.h`

// Line 33
// 添加M_PI的定义
#define M_PI 3.14159265358979323846

修改
`third_party/cork/src/isct/fixint.h`

// Line 50
// 使用gmp.h代替mpir.h

#ifdef _WIN32
// #include <mpir.h>
#include <gmp.h>

修改
`third_party/cork/src/isct/gmpext4.h`

// Line 31
// 使用gmp.h代替mpir.h

//#include <mpirxx.h>
#include <gmpxx.h>

修改
`third_party/cork/src/mesh/mesh.isct.tpp`

// Line 636

// Vec3d raw = mesh->verts[v->ref].pos;
Vec3d raw = TopoCache::mesh->verts[v->ref].pos;

修改
`third_party/draco/src/draco/io/parser_utils.cc`

// Line 21
// 添加两个头文件

#include <stdexcept>
#include <limits>

修改
`third_party/draco/src/draco/core/cycle_timer.h`

// Line 22
// 更改timeval结构体定义头

// #include <windows.h>
// typedef LARGE_INTEGER timeval;
#include <sys/time.h>

修改
`third_party/draco/src/draco/core/cycle_timer.cc`

// Line 19 27 35
// 删除所有 #ifdef _WIN32的宏定义

#ifdef _WIN32
  QueryPerformanceCounter(&tv_end);
  ......
#else
  gettimeofday(&tv_end, NULL);
  ......
#endif

  |
  V

  gettimeofday(&tv_end, NULL);
  ......

修改
`third_party/mmg/CMakeLists.txt`

# Line 24
# 添加 -fcommon 的CMAKE_C_FLAGS

SET(CMAKE_C_FLAGS " -fcommon ${CMAKE_C_FLAGS}")

完成修改后，执行
./build.py <libname>
进行编译。

./build.py cgal
./build.py eigen
./build.py triangle
./build.py clipper
./build.py qhull
./build.py cork
./build.py draco
./build.py tetgen
./build.py tbb
./build.py mmg
./build.py json

4. 编译安装PyMesh

修改
setup.py
，由于第3步已经完成了第三方依赖的编译安装，因此不需要再次编译了。

# Line 102
# 注释掉编译第三方的代码

#        self.build_third_party()

修改后执行：

./setup.py build

此时命令会报错。

编辑
build_3.x/build.ninja
文件进行排错。这里可以使用记事本的替换功能进行。

将所有
/wd4251
字符串删除；
检查
libgmp
和
libmpfr
的路径是否有错；

查找
Link the shared library ..\python\pymesh\lib\libPyMesh-CGAL.dll
字符串，在
LINK_LIBRARIES
后添加链接
-lgmp -lmpfr
：

  LINK_LIBRARIES = ../python/pymesh/lib/libPyMesh-Mesh.dll.a  ../python/pymesh/third_party/lib/libtbb.dll.a  ../python/pymesh/third_party/lib/libtbbmalloc.dll.a  D:/msys64/usr/lib/libboost_atomic-mgw11-mt-x64-1_78.a  .....  -lkernel32 -luser32 -lgdi32 -lwinspool -lshell32 -lole32 -loleaut32 -luuid -lcomdlg32 -ladvapi32 -lgmp -lmpfr

查找
Link the shared library ..\python\pymesh\lib\libPyMesh-Boolean.dll
字符串，在
LINK_LIBRARIES
后添加链接
-lgmp -lmpfr
，并删除
LINK_LIBRARIES
后的GMP与MPFR路径。

编辑完毕后，执行如下命令进行编译：

cd build_3.x
cmake --build . -j <Jobs> --config Release --

修改
setup.py
，由于已经完成了PyMesh的编译，因此不需要再次编译了。

# Line 103
# 注释掉编译PyMesh的代码

#        self.build_pymesh()

修改后执行：

./setup.py install

即完成PyMesh的安装。

遇到其他问题，参考第5部分Notes。

5. Notes

选择GMP还是MPIR？

MPIR是Windows平台兼容GMP的库。一些第三方依赖库在预定义头中判断了当前系统，如果为WIN32则使用
mpir.h
头文件。GMP可以在Windows平台成功编译安装，因此本文选择使用GMP，并对第三方依赖库的源代码进行部分修改。

Cygwin/CMD/Powershell能否完成这些工作？

不能，或者很难，所以另请高明（MSYS）。

许多使用
make
进行编译源码，需要执行
./configure
进行配置，而CMD/Powershell不能像Shell一样执行这些脚本，因此无法进行。

`import pymesh`
时提示DLL加载错误?

请不要脱离
msys
环境来运行PyMesh。并且记得在
$PATH
中或
$PYTHONPATH
里添加
python/pymesh/lib
路径。PyMesh需要加载
PyMesh-cpython-xxx.pyd
这个库。

`pymesh.test()`
一共跑了0个测试？

至少在我的机器上是这样，但不影响正常使用。

原文链接：https://blog.csdn.net/jshazsj/article/details/123194026

1. 前言

关于PyMesh

系统环境

2. 环境配置

3. 编译依赖库

编译GMP

编译MPFR

编译third_party依赖

修改 build.py

修改 third_party/cork/src/util/prelude.h

修改 third_party/cork/src/isct/fixint.h

修改 third_party/cork/src/isct/gmpext4.h

修改 third_party/cork/src/mesh/mesh.isct.tpp

修改 third_party/draco/src/draco/io/parser_utils.cc

修改 third_party/draco/src/draco/core/cycle_timer.h

修改 third_party/draco/src/draco/core/cycle_timer.cc

修改 third_party/mmg/CMakeLists.txt