Windows における GMP/MPFR/MPC のビルド法

Risa/Asir のライセンスの都合上、LGPL のライブラリとは動的結合する必要がある。
この文書では、Windows において GNU MP (または MPIR), MPFR, MPC の動的ライブラリ
(*.dll)およびインポートライブラリ(*.lib)を作成する方法を説明する。

第一部: Visual Studio 2013編

1. 準備

MPIR, MPFR, MPC のソースを適当なディレクトリ(例: c:\Users\ohara\OpenXM_dist )
に用意する。ここでは、以下のバージョンを用いる。

mpir-2.7.0.zip
mpfr-3.1.3.tar.bz2
mpc-1.0.3.tar.gz

また、mpfr, mpc については、http://www.gladman.me.uk/ から
Visual Studio 用のプロジェクトファイルを入手する。あわせて
vsyasm もインストールしておくこと。

まず、それぞれのソースを展開する。(mingw を使う。適時、読みかえること)

d=/c/Users/ohara/OpenXM_dist
unzip $d/mpir-2.7.0.zip
tar jxf $d/mpfr-3.1.3.tar.bz2
tar zxf $d/mpc-1.0.3.tar.gz
for i in mpir-2.7.0 mpfr-3.1.3 mpc-1.0.3; do mv $i ${i%-*}; done
(cd mpfr; unzip $d/mpfr.svn9046.build.vc12.zip;
 cd src; touch fpif.c  get_float128.c  rndna.c  set_float128.c;
 cd x86_64; cp -Rp core2 corei5)
(cd mpfr; unzip $d/mpc.svn1450.build.vc12.zip)


2. MPIR のビルド

mpir/build.vc12/mpir.sln を開く。

実行時に msvcr120.dll (Visual C++ 再頒布可能パッケージ) に依存しないよ
うに、dll を作成するために、リンカの設定を変更する。クラスビューで、
dll_mpir_gc のプロパティを開き、「構成プロパティ」->「C/C++」->
「コード生成」->「ランタイムライブラリ」が、Release/Win32 のときに、
「マルチスレッド(/MT)」であることを確認する。Release/Win32 について、
dll_mpir_gc をビルドする。

また、クラスビューで、dll_mpir_core2 のプロパティを開き、同じように、
「ランタイムライブラリ」が、Release/x64 のときに、
「マルチスレッド(/MT)」であることを確認する。Release/x64 について、
dll_mpir_core2 をビルドする。

生成物は、mpir/dll/{Win32,x64}/Release/ にある。


3. MPFR のビルド

mpir/build.vc12/dll_mpfr.sln を開く。

******** このプロジェクトファイルにはバグがある。 ******** 

クラスビューで、dll_mpfr のプロパティを開き、「構成プロパティ」->
「C/C++」->「コード生成」->「プリプロセッサ」->「プリプロセッサの定義」
を確認し、Release/Win32 のときに、「_WIN64」の定義を削除する。

******** これでバグの修正は完了である。 ******** 

次に、「ランタイムライブラリ」が、Release/Win32 および Release/x64 
のときに、「マルチスレッド(/MT)」であることを確認する。

Release/Win32 および Release/x64 について、dll_mpfr をビルドする。

生成物は、mpfr/dll/{Win32,x64}/Release/ にある。

4. MPC のビルド

mpc/build.vc12/mpc.sln を開く。次にクラスビューで、mpc_dll のプロパティを開き、
「構成プロパティ」->「C/C++」->「コード生成」->「ランタイムライブラリ」が、
Release/Win32 および Release/x64 のときに、「マルチスレッド(/MT)」であることを確認する。

Release/Win32 および Release/x64 について、mpc_dll をビルドする。

生成物は、mpc/dll/{Win32,x64}/Release/ にある。


5. ビルドの後

{mpir,mpfr,mpc}/dll/{Win32,x64}/Release/ 
にファイルが生成される。

最終的に必要な物は、
ヘッダ gmp.h, gmpxx.h, mpfr.h, mpc.h
動的ライブラリ mpir.dll, mpfr.dll, mpc.dll
インポートライブラリ mpir.lib, mpfr.lib, mpc.lib
である。


第二部: MinGW 編

mingw/msys2 のインストール方法については、
how_to_install_MinGW-MSYS2.txt を参照のこと。

1. 概説・方針

静的ライブラリの生成を避けるため、configure のオプションに、
--enable-shared --disable-static
を加えることとする。

さらに、非 mingw 環境でも実行可能なライブラリを作成したい。

ここで問題になるのが、mingw における例外処理の方法である。Windows の標
準(= VisualStudio)では、SEH (構造化例外処理)を使うことになっていて、
MinGW 64 では、gcc もサポートする。

しかしながら、MinGW 32 の gcc は dwarf-2 例外処理を使用し、SEH はサポー
トしていない。そのため、これを実現する libgcc_s_dw2-1.dll とリンクしよ
うとする。これを避けるには、gcc にオプション -static-libgcc を与えるか、
win32threads な gcc を使用する。後者については、how_to_install_MinGW-MSYS2.txt
の 3 節を参照のこと。


2. ビルド

GNU MP, MPFR, MPC のソースを適当なディレクトリ(例: c:\Users\ohara\OpenXM_dist )
に用意する。ここでは、以下のバージョンを用いる。

gmp-5.1.3.tar.gz
mpfr-3.1.3.tar.bz2
mpc-1.0.3.tar.gz

付録1 または付録2 で与えるシェルスクリプト mk.sh を実行して、ライブラリを作成する。
生成物は、${LOCAL}/{bin,include,lib} に出力される。


3. Visual Studio 用インポートライブラリ

mingw 付属の gendef の出力する *.def を、MS lib.exe で処理することにより、
インポートライブラリを作成できる。具体的には、付録3 で与えるバッチファイルを
*.def の存在するディレクトリ (${LOCAL}/bin) で実行するとよい。

A. 付録1

「mingw-w64 win64 shell」または「mingw-w64 win32 shell」上で実行するシェルスクリプトである。

#!/bin/bash

LOCAL=/usr/local"${MSYSTEM#MINGW}"
[ -d ${LOCAL} ] || mkdir -p ${LOCAL}

dist=/c/Users/ohara/OpenXM_dist
gmp=gmp-5.1.3
mpf=mpfr-3.1.3
mpc=mpc-1.0.3

for i in ${gmp}.tar.gz ${mpf}.tar.bz2 ${mpc}.tar.gz ; do case "$i" in *.bz2) tar jxf ${dist}/"$i";; *.gz) tar zxf ${dist}/"$i";; esac; done

pushd ${gmp}
./configure --prefix=${LOCAL} --enable-shared --disable-static --disable-cxx
make
if [ "$MSYSTEM" = MINGW32 ]; then
	gcc -static-libgcc -shared .libs/*.o */.libs/*.o -m32 -Wl,--export-all-symbols -Wl,--output-def -Wl,.libs/libgmp-3.dll.def -o .libs/libgmp-10.dll -Wl,--enable-auto-image-base -Xlinker --out-implib -Xlinker .libs/libgmp.dll.
a
fi
make install
(cd .libs; gendef libgmp-10.dll; cp -p libgmp-10.def ${LOCAL}/bin)
popd

pushd ${mpf}
./configure --prefix=${LOCAL} --enable-shared --disable-static --with-gmp=${LOCAL} --disable-thread-safe
make 
if [ "$MSYSTEM" = MINGW32 ]; then
	cd src
	gcc -static-libgcc -shared .libs/*.o -L${LOCAL}/lib ${LOCAL}/lib/libgmp.dll.a -m32 -Wl,--output-def -Wl,.libs/libmpfr-4.dll.def -o .libs/libmpfr-4.dll -Wl,--enable-auto-image-base -Xlinker --out-implib -Xlinker .libs/libmpfr.dll.a
	cd ..
fi
make install
(cd src/.libs; gendef libmpfr-4.dll; cp -p libmpfr-4.def ${LOCAL}/bin)
popd

pushd ${mpc}
./configure --prefix=${LOCAL} --enable-shared --disable-static --with-gmp=${LOCAL} --with-mpfr=${LOCAL}
make 
if [ "$MSYSTEM" = MINGW32 ]; then
	cd src
    gcc -static-libgcc -shared .libs/*.o -L${LOCAL}/lib ${LOCAL}/lib/libmpfr.dll.a ${LOCAL}/lib/libgmp.dll.a -m32 -o .libs/libmpc-3.dll -Wl,--enable-auto-image-base -Xlinker --out-implib -Xlinker .libs/libmpc.dll.a
	cd ..
fi
make install
(cd src/.libs; gendef libmpc-3.dll; cp -p libmpc-3.def ${LOCAL}/bin)
popd


B. 付録2

「MinGW-w64 Win64 Shell w32threads」または「MinGW-w64 Win32 Shell w32threads」上で実行するシェルスクリプトである。

#!/bin/bash

LOCAL=/usr/local"${MSYSTEM#MINGW}"
[ -d ${LOCAL} ] || mkdir -p ${LOCAL}

dist=/c/Users/ohara/OpenXM_dist
gmp=gmp-5.1.3
mpf=mpfr-3.1.3
mpc=mpc-1.0.3

for i in ${gmp}.tar.gz ${mpf}.tar.bz2 ${mpc}.tar.gz ; do case "$i" in *.bz2) tar jxf ${dist}/"$i";; *.gz) tar zxf ${dist}/"$i";; esac; done

pushd ${gmp}
./configure --prefix=${LOCAL} --enable-shared --disable-static --disable-cxx
make
if [ "$MSYSTEM" = MINGW32 ]; then
	gcc -shared .libs/*.o */.libs/*.o -m32 -Wl,--export-all-symbols -Wl,--output-def -Wl,.libs/libgmp-3.dll.def -o .libs/libgmp-10.dll -Wl,--enable-auto-image-base -Xlinker --out-implib -Xlinker .libs/libgmp.dll.
a
fi
make install
(cd .libs; gendef libgmp-10.dll; cp -p libgmp-10.def ${LOCAL}/bin)
popd

pushd ${mpf}
./configure --prefix=${LOCAL} --enable-shared --disable-static --with-gmp=${LOCAL} --disable-thread-safe
make 
if [ "$MSYSTEM" = MINGW32 ]; then
	cd src
	gcc -shared .libs/*.o -L${LOCAL}/lib ${LOCAL}/lib/libgmp.dll.a -m32 -Wl,--output-def -Wl,.libs/libmpfr-4.dll.def -o .libs/libmpfr-4.dll -Wl,--enable-auto-image-base -Xlinker --out-implib -Xlinker .libs/libmpfr.dll.a
	cd ..
fi
make install
(cd src/.libs; gendef libmpfr-4.dll; cp -p libmpfr-4.def ${LOCAL}/bin)
popd

pushd ${mpc}
./configure --prefix=${LOCAL} --enable-shared --disable-static --with-gmp=${LOCAL} --with-mpfr=${LOCAL}
make 
if [ "$MSYSTEM" = MINGW32 ]; then
	cd src
    gcc -shared .libs/*.o -L${LOCAL}/lib ${LOCAL}/lib/libmpfr.dll.a ${LOCAL}/lib/libgmp.dll.a -m32 -o .libs/libmpc-3.dll -Wl,--enable-auto-image-base -Xlinker --out-implib -Xlinker .libs/libmpc.dll.a
	cd ..
fi
make install
(cd src/.libs; gendef libmpc-3.dll; cp -p libmpc-3.def ${LOCAL}/bin)
popd

C. 付録3

コマンドプロンプト上で実行するバッチファイルである。
環境により 32bit または 64bit のライブラリが生成されることに注意。

@echo off
lib /def:libmpc-3.def  /out:libmpc-3.lib
lib /def:libmpfr-4.def /out:libmpfr-4.lib
lib /def:libgmp-10.def /out:libgmp-10.lib