无法在 Windows 上使用 make 命令编译 Makefile

Question

问题总结

我正在尝试安装名为 TACS 的开源并行有限元代码，可在 this github repository 获得。为了满足指定的先决条件，我按照this github repository 的说明进行操作，这使我可以在 Windows 上安装 SuiteSparse 和 METIS 并使用预编译的 BLAS/LAPACK DLL。对于 MPI，我通过 Cygwin 安装了 Intel MPI Library 和 Open MPI。最后一步应该是编译运行make，但是此命令在 Windows 10 中不直接可用。因此，我探索了this question 中建议的选项，不幸的是没有成功。我觉得死路一条，任何帮助将不胜感激。

我尝试过的

请看下面我的尝试。我主要是 Windows 用户，我不太了解使用 Makefile 编译程序。我目前的理解是，我试图编译的Makefile 是为 Linux 编写的，而我使用的任何 Windows GNU 编译器都无法工作，因为需要不同的语法。如果我错了，请纠正我。我无法理解的是为什么当我尝试使用适用于 Windows 10 的 Ubuntu Bash 进行编译时也会出现错误（下面列表的最后一次尝试）。

Visual Studio nmake

以管理员身份运行 VS 2019 的开发人员命令提示符，我在 TACS 基本目录中输入了nmake -f Makefile，得到了Makefile.in(28) : fatal error U1001: syntax error : illegal character '{' in macro Stop.

巧克力make

以管理员身份运行 Windows 命令提示符，C:\ProgramData\chocolatey\bin 在 PATH 环境变量的顶部，我在 TACS 基本目录中输入了 make，我得到了

"" was unexpected at this time.
make: *** [Makefile:23: default] Error 255

赛格温make

以管理员身份运行 Windows 命令提示符，C:\cygwin64\bin 在 PATH 环境变量的顶部，我在 TACS 基本目录中输入了make，我得到了三种类型的错误：

error: expected ',' or '...' before numeric constant
error: cannot convert 'int*' to 'idx_t*' {aka 'long int*'}
error: no matching function for call to 'TACSSchurMat::getBCSRMat(BCSRMat**, NULL, NULL, NULL)'

我尝试更改受影响脚本中的一些变量名称（例如 N_ 代替 _N），我摆脱了第一种和第三种类型的错误，但没有消除第二种错误。

GnuWin make

以管理员身份运行 Windows 命令提示符，C:\Program Files (x86)\GnuWin32\bin 在 PATH 环境变量的顶部，我在 TACS 基本目录中输入了 make，我得到了

"" was unexpected at this time.
make: *** [Makefile:23: default] Error 255

MinGWmingw32-make

以管理员身份运行 Windows 命令提示符，C:\MinGW\bin 在 PATH 环境变量的顶部，我在 TACS 基本目录中输入了 mingw32-make，然后我得到了

"" was unexpected at this time.
Makefile:23: recipe for target 'default' failed
mingw32-make: *** [default] Error 255

MSYS MinGW 64 位 make

以管理员身份运行 Windows 命令提示符，C:\msys64\usr\bin 在 PATH 环境变量的顶部，我在 TACS 基本目录中输入了 make，我得到了

make[1]: mpicxx: No such file or directory
make[1]: *** [../TACS_Common.mk:28: C:/Users/qa21944/git/tacs/src/TACSAssembler.o] Error 127
make[1]: *** Waiting for unfinished jobs....
make[1]: mpicxx: No such file or directory
make[1]: *** [../TACS_Common.mk:28: C:/Users/qa21944/git/tacs/src/TACSCreator.o] Error 127
make[1]: Leaving directory '/c/Users/qa21944/git/tacs/src'
make: *** [Makefile:23: default] Error 1

这对我来说很难理解，因为mpicxx 文件是C:\Program Files (x86)\Intel\oneAPI\mpi\latest\bin，而它又位于PATH 环境变量中。当我尝试将C:\cygwin64\bin 添加到PATH（低于C:\msys64\usr\bin）并重新运行make 时，我得到了

      0 [main] opal_wrapper (14432) C:\cygwin64\bin\opal_wrapper.exe: *** fatal error - cygheap base mismatch detected - 0x180352408/0x180357408.
This problem is probably due to using incompatible versions of the cygwin DLL.
Search for cygwin1.dll using the Windows Start->Find/Search facility
and delete all but the most recent version.  The most recent version *should*
reside in x:\cygwin\bin, where 'x' is the drive on which you have
installed the cygwin distribution.  Rebooting is also suggested if you
are unable to find another cygwin DLL.

我尝试按照这些说明进行操作，然后重新启动计算机，但没有任何改变。

适用于 Windows 10 的 Ubuntu Bash make

这次尝试的灵感来自this answer。我从 Microsoft Store 下载了 Ubuntu 并安装了 make。在 Ubuntu Bash 中，我在 TACS 基本目录中输入了make，然后我得到了

make[1]: Entering directory '/mnt/c/Users/qa21944/git/tacs/src'
Makefile:26: *** target pattern contains no '%'.  Stop.
make[1]: Leaving directory '/mnt/c/Users/qa21944/git/tacs/src'
make: *** [Makefile:23: default] Error 1 

我不明白为什么会出现此错误。我还确保所有行都以制表符而不是空格开头，但没有任何改变。

代码

您可以在下面找到我正在使用的Makefile.in 和Makefile。

Makefile.in

# Do not modify this file. Copy this file to Makefile.in and then modify it.

# In order to get TACS to compile, you'll need to fill in the
# following path information. Some of the items below are required
# only if you're going to use the python interface.

# the full path to the root TACS directory
TACS_DIR = C:/Users/qa21944/git/tacs
CXX = mpicxx
RM = rm -f
PYTHON = python
PYTHON_CONFIG = python-config

# Set up for parallel make
MAKE = make -j 8

# Set the ar flags
AR_FLAGS = rcs

# Flags for debugging and regular compilation versions
EXTRA_DEBUG_CC_FLAGS = -fPIC -g 
EXTRA_CC_FLAGS = -fPIC -O3

# Use this if you have problems with mpich
# TACS_DEF = -DMPICH_IGNORE_CXX_SEEK

# Defines whether to use static or dynamic linking
# TACS_LD_CMD=${TACS_DIR}/lib/libtacs.a
TACS_LD_CMD=-L${TACS_DIR}/lib/ -Wl,-rpath,${TACS_DIR}/lib -ltacs

# For linux systems, use the following settings:
SO_EXT=so
SO_LINK_FLAGS=-fPIC -shared

# For MAC OS X, use the following settings:
# SO_EXT=so
# SO_LINK_FLAGS=-fPIC -dynamiclib

# This uses the default installation of LAPACK. 
# Use an optimized version of LAPACK if available.
# You may also have to include -lblas as well.

LAPACK_LIBS = -LC:/SP_ROOT/lapack_windows/x64 -llapack -lpthread -lblas

# For MAC OSX use the accelerate framework
# LAPACK_LIBS=-framework accelerate

# METIS is handy for partitioning graphs, but can be problematic for
# compilation.  If you compile METIS using a C++ compiler you must add
# -DTACS_CPLUSPLUS_METIS to the TACS_DEF arguments below. If you
# compile METIS using a C compiler, there should be no issues.

METIS_INCLUDE = -IC:/SP_ROOT/build/install/include
METIS_LIB = -LC:/SP_ROOT/build/install/lib -lmetis

# AMD is a set of routines for ordering matrices. It is not required by default.

AMD_INCLUDE = -IC:/SP_ROOT/build/install/include/suitesparse
AMD_LIBS = -LC:/SP_ROOT/build/install/lib -llibamd

生成文件

# ============================================
#
# Make file for TACS_DIR/
#
# ============================================

include Makefile.in
include TACS_Common.mk

TACS_SUBDIRS = src \
    src/bpmat \
    src/elements \
    src/elements/dynamics \
    src/elements/basis \
    src/elements/shell \
    src/constitutive \
    src/functions \
    src/io

TACS_OBJS := $(addsuffix /*.o, ${TACS_SUBDIRS})

default:
    @if [ "${TACS_IS_COMPLEX}" = "true" ]; then \
       echo "Building Complex TACS"; \
       for subdir in $(TACS_SUBDIRS) ; do \
          echo "making $@ in $$subdir"; \
          echo; (cd $$subdir && $(MAKE) TACS_DIR=${TACS_DIR} TACS_DEF="${TACS_DEF} -DTACS_USE_COMPLEX") || exit 1; \
            done \
    else \
       echo "Building Real TACS"; \
       for subdir in $(TACS_SUBDIRS) ; do \
          echo "making $@ in $$subdir"; \
          echo; (cd $$subdir && $(MAKE) TACS_DIR=${TACS_DIR}) || exit 1; \
            done \
    fi
    ${CXX} ${SO_LINK_FLAGS} ${TACS_OBJS} ${TACS_EXTERN_LIBS} -o ${TACS_DIR}/lib/libtacs.${SO_EXT}
    @if [ "${TACS_IS_COMPLEX}" = "true" ]; then \
        echo "ctypedef complex TacsScalar" > tacs/TacsTypedefs.pxi; \
        echo "TACS_NPY_SCALAR = np.NPY_CDOUBLE" > tacs/TacsDefs.pxi; \
        echo "dtype = complex" >> tacs/TacsDefs.pxi; \
    else \
        echo "ctypedef double TacsScalar" > tacs/TacsTypedefs.pxi; \
        echo "TACS_NPY_SCALAR = np.NPY_DOUBLE" > tacs/TacsDefs.pxi; \
        echo "dtype = np.double" >> tacs/TacsDefs.pxi; \
    fi

debug:
    @if [ "${TACS_IS_COMPLEX}" = "true" ]; then \
       echo "Building Complex TACS"; \
       for subdir in $(TACS_SUBDIRS) ; do \
          echo "making $@ in $$subdir"; \
          echo; (cd $$subdir && $(MAKE) debug TACS_DIR=${TACS_DIR} TACS_DEF="${TACS_DEF} -DTACS_USE_COMPLEX") || exit 1; \
            done \
    else \
       echo "Building Real TACS"; \
       for subdir in $(TACS_SUBDIRS) ; do \
          echo "making $@ in $$subdir"; \
          echo; (cd $$subdir && $(MAKE) debug TACS_DIR=${TACS_DIR}) || exit 1; \
            done \
    fi
    ${CXX} ${SO_LINK_FLAGS} ${TACS_OBJS} ${TACS_EXTERN_LIBS} -o ${TACS_DIR}/lib/libtacs.${SO_EXT}
    @if [ "${TACS_IS_COMPLEX}" = "true" ]; then \
        echo "ctypedef complex TacsScalar" > tacs/TacsTypedefs.pxi; \
        echo "TACS_NPY_SCALAR = np.NPY_CDOUBLE" > tacs/TacsDefs.pxi; \
        echo "dtype = complex" >> tacs/TacsDefs.pxi; \
    else \
        echo "ctypedef double TacsScalar" > tacs/TacsTypedefs.pxi; \
        echo "TACS_NPY_SCALAR = np.NPY_DOUBLE" > tacs/TacsDefs.pxi; \
        echo "dtype = np.double" >> tacs/TacsDefs.pxi; \
    fi

interface:
    ${PYTHON} setup.py build_ext --inplace

complex_interface:
    ${PYTHON} setup.py build_ext --inplace --define TACS_USE_COMPLEX

complex: TACS_IS_COMPLEX=true
complex: default

complex_debug: TACS_IS_COMPLEX=true
complex_debug: debug

clean:
    ${RM} lib/libtacs.a lib/libtacs.so
    ${RM} tacs/*.so tacs/*.cpp
    @for subdir in $(TACS_SUBDIRS) ; do \
      echo "making $@ in $$subdir"; \
      echo; \
         (cd $$subdir && $(MAKE) $@ TACS_DIR=${TACS_DIR}) || exit 1; \
    done

编辑：我正在根据 cmets 的要求添加一个TACS_Common.mk 的 sn-p。

TACS_Common.mk

TACS_LIB = ${TACS_DIR}/lib/libtacs.a

TACS_INCLUDE = -I${TACS_DIR}/src \
    -I${TACS_DIR}/src/bpmat \
    -I${TACS_DIR}/src/elements \
    -I${TACS_DIR}/src/elements/dynamics \
    -I${TACS_DIR}/src/elements/basis \
    -I${TACS_DIR}/src/elements/shell \
    -I${TACS_DIR}/src/constitutive \
    -I${TACS_DIR}/src/functions \
    -I${TACS_DIR}/src/io

# Set the command line flags to use for compilation
TACS_OPT_CC_FLAGS = ${TACS_DEF} ${EXTRA_CC_FLAGS} ${METIS_INCLUDE} ${AMD_INCLUDE} ${TACS_INCLUDE}
TACS_DEBUG_CC_FLAGS = ${TACS_DEF} ${EXTRA_DEBUG_CC_FLAGS} ${METIS_INCLUDE} ${AMD_INCLUDE} ${TACS_INCLUDE}

# By default, use the optimized flags
TACS_CC_FLAGS = ${TACS_OPT_CC_FLAGS}

# Set the linking flags to use
TACS_EXTERN_LIBS = ${AMD_LIBS} ${METIS_LIB} ${LAPACK_LIBS}
TACS_LD_FLAGS = ${EXTRA_LD_FLAGS} ${TACS_LD_CMD} ${TACS_EXTERN_LIBS}

# This is the one rule that is used to compile all the
# source code in TACS
%.o: %.cpp
    ${CXX} ${TACS_CC_FLAGS} -c $< -o $*.o
    @echo
    @echo "        --- Compiled $*.cpp successfully ---"
    @echo

Answer 1

您需要一个真正的答案：您无法使用 Windows 命令提示符进行编译。

获取自己的 MSYS2——它还将安装 MinGW-w64——并按照设置说明进行操作。然后启动 MSYS shell 以获取 unix-y 终端提示符（zsh、IIRC），并将目录更改为项目文件夹的头部。

要访问 Windows 文件系统，根目录将是 /c 或 /mnt/c（抱歉，在我的移动 ATM 上，我可以在一两天内改进它）。例如，

C:\Users\qa21944\git\tacs

变成

/c/Users/qa21944/git/tacs

从那里 GNU/Windows make 命令应该可以工作了：

mingw32-make

还有这篇文章在 Windows 下使用更现代的 *nix 环境： How to install and use "make" in Windows? 不过，对于您需要的东西来说，谢谢可能有点过头了。

当我完成旅行并可以坐下来好好看看这个时，我可以改进这个答案的细节，但是你需要一个 Linux shell 终端。

Answer 2

我无法回答，但也许我可以为你定位。

第一个nmake 不是make。它不适用于任何未专门编写为 nmake makefile 的 makefile。它仅在 Windows 上可用。所以，最好忘记它的存在。

其次，了解 make 的工作原理很重要：makefile 中的规则是目标/先决条件和配方的组合。配方不是“makefile”语法，它是一个 shell 脚本（批处理文件）。所以 make 与 shell 协同工作，运行命令。哪个壳？在 GNU/Linux 和 MacOS 等 POSIX 系统上，它非常简单：一个 POSIX shell；默认/bin/sh。

在 Windows 系统上，这要简单得多：有很多选择。可能是cmd.exe。它可能是 PowerShell。它可能是用户安装的 POSIX shell。默认选择哪一个，取决于您的make 版本是如何编译的。这就是为什么您会看到 make 到 Windows 的不同“端口”的不同行为。

因此，如果您查看您尝试使用的 makefile，您会发现它们无疑是专门为 POSIX 系统编写的，并且需要 POSIX shell 和 POSIX 环境。任何尝试使用调用cmd.exe 作为其默认shell 的make 版本的尝试都会立即失败并出现语法错误（"" 此时出乎意料。）。

好的，因此您找到了调用 POSIX shell 的 make 版本，并且您不再收到该错误。

但是您必须应对另一个区别：目录分隔符。在 Windows 中，他们使用反斜杠。在 POSIX 系统中，它们使用正斜杠，而反斜杠是转义字符（因此它不只是通过外壳原封不动地传递）。如果要在 POSIX shell 中使用路径，则需要确保路径使用正斜杠，否则 shell 会将它们作为转义字符删除。幸运的是，大多数 Windows 程序都接受正斜杠和反斜杠作为目录分隔符（但不是全部：例如 cmd.exe 内置工具不接受）。

那么您必须与被称为驱动器号的 Windows 可憎之物抗衡。这对于make 来说是一个很大的问题，因为对于make，: 字符在各个地方都很特殊。因此，当 make 看到像 C:/foo:C:/bar 这样的行时，它的解析器会感到困惑，并且会出错。为 Windows 编译的某些版本的 make 启用启发式方法，尝试查看路径是否看起来像驱动器号。有些只是假设 POSIX 样式的路径。它们也可能是 POSIX shell 的问题：Windows 上的许多 POSIX 环境将驱动器号映射到标准 POSIX 路径，因此 C:\foo 写为 /c/foo 或 /mnt/c/foo 或其他名称。如果要向 makefile 添加路径，则需要找出正确的映射（如果有）并使用它。

这甚至还没有开始讨论 POSIX 和 Windows 之间的其他差异......有很多。

从您上面显示的内容来看，这个项目在编写时并没有考虑到任何形式的 Windows 可移植性。考虑到它的复杂性，这并不奇怪：它需要大量的工作。所以我可以看到这些选项：

1. 自行移植，使其与 Windows 兼容
2. 尝试让它在 cygwin 中运行（cygwin 旨在成为在 Windows 上运行的 POSIX 风格的环境）
3. 尝试让它在 WSL 中运行
4. 使用运行 Linux 发行版的 VMWare、VirtualBox 等安装虚拟机并在其中构建和运行

很遗憾，我对这些方法的优缺点了解不多，因此无法就最佳课程向您提供建议。

很久以前，我选择的路线是完全摆脱 Windows，只使用 GNU/Linux。但当然，这对每个人来说都是不可能的:)。