MinGW交叉编译介绍

✅ 安装正确的 MinGW-w64 工具链（含posix版本如需线程）✅ 使用 CMake + toolchain file 管理交叉编译✅ 优先静态链接（-static）避免运行时依赖✅ 所有依赖库必须用相同工具链交叉编译✅ 用 Wine 快速验证可执行文件✅ Fortran 项目添加✅ 避免 C++ ABI 混用（不要混用 MSVC/MinGW/Clang）

weixin_42849849

1044人浏览 · 2026-01-26 11:45:43

weixin_42849849 · 2026-01-26 11:45:43 发布

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在 Ubuntu 下使用 MinGW-w64 作为交叉编译器来构建 Windows 平台的 C/C++/Fortran 项目，是一种常见的跨平台开发方式。以下是完整的操作指南、关键注意事项及最佳实践。

MinGW-w64
https://packages.msys2.org/packages/
OpenFOAM v3.0+ on Windows
Package scripts for MinGW-w64 targets to build under MSYS2

一、安装 MinGW-w64 交叉编译工具链

Ubuntu 官方仓库提供了 MinGW-w64 工具链，支持多种目标架构（如 x86_64-w64-mingw32、i686-w64-mingw32）。

1. 安装（以 64 位 Windows 目标为例）

sudo apt update
sudo apt install gcc-mingw-w64-x86-64 g++-mingw-w64-x86-64 gfortran-mingw-w64-x86-64

若需 32 位 Windows 支持，安装 gcc-mingw-w64-i686 等对应包。

2. 验证安装

x86_64-w64-mingw32-gcc --version
x86_64-w64-mingw32-g++ --version
x86_64-w64-mingw32-gfortran --version

这些命令应能正常输出版本信息。

二、基本交叉编译示例

C 示例

// hello.c
#include <stdio.h>
int main() {
    printf("Hello from Windows!\n");
    return 0;
}

编译：

x86_64-w64-mingw32-gcc -o hello.exe hello.c

生成的 hello.exe 可在 Windows 上直接运行。

C++ 示例

// test.cpp
#include <iostream>
int main() {
    std::cout << "C++ on Windows via MinGW-w64\n";
    return 0;
}

编译：

x86_64-w64-mingw32-g++ -o test.exe test.cpp

Fortran 示例

! hello.f90
program hello
  print *, 'Hello from Fortran on Windows!'
end program

编译：

x86_64-w64-mingw32-gfortran -o hello.exe hello.f90

三、构建复杂项目（CMake / Autotools）

✅ 使用 CMake（推荐）

方法 1：指定工具链文件（Toolchain File）

创建 mingw64-toolchain.cmake：

set(CMAKE_SYSTEM_NAME Windows)
set(CMAKE_SYSTEM_PROCESSOR x86_64)

set(CMAKE_C_COMPILER   x86_64-w64-mingw32-gcc)
set(CMAKE_CXX_COMPILER x86_64-w64-mingw32-g++)
set(CMAKE_Fortran_COMPILER x86_64-w64-mingw32-gfortran)

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

构建项目：

mkdir build && cd build
cmake .. -DCMAKE_TOOLCHAIN_FILE=../mingw64-toolchain.cmake
cmake --build .

输出的可执行文件和 DLL 将是 Windows 格式（PE/COFF）。

方法 2：环境变量方式（简单项目）

CC=x86_64-w64-mingw32-gcc \
CXX=x86_64-w64-mingw32-g++ \
FC=x86_64-w64-mingw32-gfortran \
cmake .. -DCMAKE_SYSTEM_NAME=Windows

✅ 使用 Autotools（configure 脚本）

./configure --host=x86_64-w64-mingw32
make

Autotools 会自动使用 x86_64-w64-mingw32-* 工具链。

四、关键注意事项

1. 运行时依赖（CRT）

MinGW-w64 默认静态链接 CRT（-static），生成的 .exe 无需额外 DLL。
若动态链接（默认行为可能因发行版而异），会依赖 libgcc_s_seh-1.dll、libstdc++-6.dll、libgfortran-5.dll 等。
- 建议：发布时加上 -static 避免依赖问题：
```
x86_64-w64-mingw32-g++ -static -o app.exe app.cpp
```

2. 线程模型：posix vs win32

Ubuntu 的 MinGW-w64 包通常提供两种线程模型：

x86_64-w64-mingw32-gcc → 默认 win32 线程（无 pthread）
x86_64-w64-mingw32-gcc-posix → 支持 pthread（通过 winpthreads）

如果项目使用 std::thread、OpenMP 或依赖 POSIX 线程，必须使用 posix 版本：

# 安装 posix 版本（如果未安装）
sudo apt install gcc-mingw-w64-x86-64-posix g++-mingw-w64-x86-64-posix

# 使用
x86_64-w64-mingw32-g++-posix -static -fopenmp -o omp.exe omp.cpp

3. 异常处理模型：SEH vs SJLJ

64 位：通常使用 SEH（Structured Exception Handling），性能更好。
32 位：可能用 SJLJ（Set Jump / Long Jump）。
Ubuntu 的 MinGW-w64 通常已正确配置，一般无需干预。

4. Fortran 特殊性

gfortran 会链接 libgfortran，若动态链接，需分发相应 DLL。

使用 -static-libgfortran -static-libgcc 可减少依赖：

x86_64-w64-mingw32-gfortran -static -static-libgfortran -static-libgcc -o fapp.exe fapp.f90

5. 路径与文件系统

Windows 路径分隔符为 \，但 MinGW 在 Linux 下编译时仍用 /。
避免硬编码路径，使用 CMAKE_INSTALL_PREFIX 或运行时检测。

6. 第三方库依赖

所有依赖库（如 zlib、HDF5、OpenMP）必须也用 MinGW-w64 交叉编译。
不能直接链接 Linux 的 .so 或 MSVC 的 .lib。
建议使用 vcpkg（支持 MinGW）或手动交叉编译依赖。

使用 vcpkg（可选）

git clone https://github.com/microsoft/vcpkg
./vcpkg/bootstrap-vcpkg.sh
./vcpkg install zlib:x64-mingw-static

然后在 CMake 中集成。

五、调试与测试

生成的 .exe 只能在 Windows 或 Wine 上运行。
可用 Wine 快速测试：
```
sudo apt install wine
wine ./myapp.exe
```
调试：可用 gdb（MinGW 版本）配合 Wine，但体验有限；建议在 Windows 上用 GDB 或 Visual Studio Debugger。

六、常见问题排查

问题	解决方案
`undefined reference to '__imp_xxx'`	缺少导入库，或未正确链接 DLL；检查是否混用了 MSVC 和 MinGW 库
`std::thread not supported`	使用 `*-posix` 编译器版本
Fortran 程序崩溃	添加 `-static-libgfortran -static-libgcc`
OpenMP 不工作	确保使用 `*-posix` 编译器，并加 `-fopenmp`
生成的 exe 在 Windows 报错“不是有效的 Win32 应用”	检查是否误用了 32/64 位工具链不匹配

七、总结：最佳实践清单

✅ 安装正确的 MinGW-w64 工具链（含 posix 版本如需线程）
✅ 使用 CMake + toolchain file 管理交叉编译
✅ 优先静态链接（-static）避免运行时依赖
✅ 所有依赖库必须用相同工具链交叉编译
✅ 用 Wine 快速验证可执行文件
✅ Fortran 项目添加 -static-libgfortran -static-libgcc
✅ 避免 C++ ABI 混用（不要混用 MSVC/MinGW/Clang）