最近在看操作系统设计与实现这门公开课，里面使用的环境是Linux。在课程开始，还特别提到如果对Linux不熟悉，可以了解MIT 的The Missing Semester of Your CS Education这门课。我就在上下班路上看这些视频，同时也在看C++相关的书籍。

学习C++或者说操作系统这个东西，除了理论的学习，最重要的就是练习和实践“无他，唯手熟尔”。之前学习和工作的平台也都是Windows，最近拿家里的旧笔记本置换了一台洋垃圾Panasonic的CF-SV，胜在“轻厚”和可拆卸更换电池。本来准备在上面安装一个Linux环境，但是担心有时候还是需要Windows环境来处理工作。

▲ why not use windows?

要保留Windows系统，还可以使用Linux环境，在以前有两种方案:

  • 安装双系统，在计算机启动时，选择启动哪个操作系统。Ubuntu在安装的时候就提供了这种选择，它能保持两个系统同时存在于计算机上，且文件系统相互看不见。
  • 安装虚拟机，然后在虚拟机里面安装Linux操作系统。虚拟机比如VMware，以及VirtualBox都是不错的选择。

我在很久以前尝试过这两种方法，第一种问题在于当切换到Windows后就会发现硬盘少了一部分空间，第二种就是有时候感觉非常慢，而且占用的磁盘空间比较大。

幸运的是，随着Windows开始拥抱Linux，Windows 10、11操作系统里面内置了Windows Subsystem For Linux（WSL）模块，可以很方便的在Windows上使用和体验Linux，并且资源开销相对于虚拟机来说要小的多，相当于在Windows上安装了一个名为Ubuntu的应用，并且可以在Windows上直接访问和查看Linux下面的文件系统。初步体验下来还是非常友好和方便的，Linux操作起来比Windows更加直接和高效。我这里记录一下在Windows 11上启用WSL，安装Ubuntu，以及Ubuntu里面搭建C++开发环境的步骤，算是一个笔记，后面在熟悉Linux操作系统以及学习C++的时候，直接就使用WSL里面的Ubuntu。

启用WSL环境

首先Windows操作系统的版本必须是Windows 10及以上版本，我这里是Windows 11。WSL也分为1.0和2.0版本.

首先要确认CPU是否支持虚拟化：

▲确认CPU已开启虚拟化功能，如果没开启需要在BIOS里设置

然后打开这几个功能：Hyper-V、Virtual Machine Platform以及Windows Subsytem for Linux。

▲打开wsl需要用到的三个功能

然后计算机需要重新启动。

安装完成之后，在管理员在PowerShell里面输入以下命令，即可安装wsl和配置wsl 为2.0：

PS C:\Users\yangecnu> wsl --install
Windows Subsystem for Linux is already installed.
The server name or address could not be resolved
PS C:\Users\yangecnu> wsl --set-default-version 2
For information on key differences with WSL 2 please visit https://aka.ms/wsl2
The operation completed successfully.

安装Linux发行版

可以通过命令行安装，也可以通过应用商店直接安装。命令行安装的方法如下：

用管理员权限运行PowerShell，输入以下命令：

wsl --list --online

如果输出解析不到：

The server name or address could not be resolved

它其实要去访问raw.githubusercontent.com，通常情况下应该是访问不到的。可以修改host里面的内容或者修改DNS为114.114.114.114和8.8.8.8。

▲手动设置DNS地址

PS C:\Users\yangecnu> wsl --list --online
The operation timed out
PS C:\Users\yangecnu> ping raw.githubusercontent.com
Ping request could not find host raw.githubusercontent.com. Please check the name and try again.
PS C:\Users\yangecnu> ping raw.githubusercontent.com
Pinging raw.githubusercontent.com [185.199.110.133] with 32 bytes of data:
Reply from 185.199.110.133: bytes=32 time=199ms TTL=49
Reply from 185.199.110.133: bytes=32 time=168ms TTL=49
Reply from 185.199.110.133: bytes=32 time=158ms TTL=49
Request timed out.

Ping statistics for 185.199.110.133:
    Packets: Sent = 4, Received = 3, Lost = 1 (25% loss),
Approximate round trip times in milli-seconds:
    Minimum = 158ms, Maximum = 199ms, Average = 175ms

可以看到修改完了DNS之后就能正常访问了，接下来重复执行如下命令：

PS C:\Users\yangecnu> wsl --list --online
The following is a list of valid distributions that can be installed.
Install using 'wsl --install -d <Distro>'.

NAME                                   FRIENDLY NAME
Ubuntu                                 Ubuntu
Debian                                 Debian GNU/Linux
kali-linux                             Kali Linux Rolling
Ubuntu-18.04                           Ubuntu 18.04 LTS
Ubuntu-20.04                           Ubuntu 20.04 LTS
Ubuntu-22.04                           Ubuntu 22.04 LTS
OracleLinux_7_9                        Oracle Linux 7.9
OracleLinux_8_7                        Oracle Linux 8.7
OracleLinux_9_1                        Oracle Linux 9.1
openSUSE-Leap-15.5                     openSUSE Leap 15.5
SUSE-Linux-Enterprise-Server-15-SP4    SUSE Linux Enterprise Server 15 SP4
SUSE-Linux-Enterprise-15-SP5           SUSE Linux Enterprise 15 SP5
openSUSE-Tumbleweed                    openSUSE Tumbleweed

可以看到，有很多发行版本可以选择，这里选择Ubuntu-22.04，输入以下命令：

wsl --install -d Ubuntu-22.04

可以看到安装完成之后：

PS C:\Users\yangecnu> wsl --install -d Ubuntu-22.04
Installing: Ubuntu 22.04 LTS
Ubuntu 22.04 LTS has been installed.
Launching Ubuntu 22.04 LTS...

立即启动了Ubuntu，但是在打开的Ubuntu的终端中，出现了错误：

Installing, this may take a few minutes...
WslRegisterDistribution failed with error: 0x800701bc
Error: 0x800701bc WSL 2 requires an update to its kernel component. For information please visit https://aka.ms/wsl2kernel

Press any key to continue...

这个错误提示需要对WSL 2进行一个升级。可以参考 Download the Linux kernel update package下载最新的更新包WSL2 Linux kernel update package for x64 machines下载完成之后，直接双击运行即可。

安装完成之后，重新运行命令，

wsl --install -d Ubuntu-22.04

即可看到Ubuntu能够正确安装和打开：

Installing, this may take a few minutes...
Please create a default UNIX user account. The username does not need to match your Windows username.
For more information visit: https://aka.ms/wslusers
Enter new UNIX username: yy
New password:
Retype new password:
passwd: password updated successfully
Installation successful!
Windows Subsystem for Linux is now available in the Microsoft Store!
You can upgrade by running 'wsl.exe --update' or by visiting https://aka.ms/wslstorepage
Installing WSL from the Microsoft Store will give you the latest WSL updates, faster.
For more information please visit https://aka.ms/wslstoreinfo

To run a command as administrator (user "root"), use "sudo <command>".
See "man sudo_root" for details.

Welcome to Ubuntu 22.04.3 LTS (GNU/Linux 5.10.16.3-microsoft-standard-WSL2 x86_64)

 * Documentation:  https://help.ubuntu.com
 * Management:     https://landscape.canonical.com
 * Support:        https://ubuntu.com/advantage

This message is shown once a day. To disable it please create the
/home/yy/.hushlogin file.
yy@LAPTOP-3O6FQOOC:~$

在安装的过程中，要求输入用户名和密码。输入完成之后，就能在PowerShell的终端里正常使用命令行的方式访问Ubuntu系统了，需要注意的是，这个Ubuntu并没有UI界面，只有一个命令行界面，但是这也是高效Linux操作的基本。

通过商店安装的方式就是直接在商店里搜索，然后点击安装，感觉这个方式远没有通过命令行安装的方式快捷。

安装Windows Terminal

为了能更方便友好的操作Ubuntu，可以安装一个Windows Terminal，它相当于把你本机的所有终端都集合在一起了，并且支持Tab页的方式打开多个终端。这个软件类似于Cmder。

安装完成之后，可以看到在下拉框里面可以选择打开终端的类型。

还可以设置Windows的默认终端为Windows Terminal。

更新Ubuntu

首次安装完成之后，通常需要执行一些更新，我们在Windows Terminal中选择运行“Ubuntu 22.04 LTS”

然后执行：

sudo apt-get update

或者

sudo apt-get update && sudo apt-get dist-upgrade

 

配置C++开发环境

关于在WSL中使用VSCode配置C++开发环境，完全可以参考MSDN上的这篇文章GCC on Windows Subsystem for Linux，只需要一条命令就可以把C++的环境搭建起来：

sudo apt-get install build-essential gdb

通过该命令，安装guc编译器和gdb调试器。

完成之后，通过如下命令检查环境是否安装成功：

gcc --version
g++ --version
gdb --version

或者通过whereis命令查看：

whereis g++
whereis gcc
whereis gdb

以上命令，在我的电脑上的输出结果如下：

在开发C++之前，我们要规划好目录结构。

可以看到，但打开终端时，当前的目录结构默认是在/home/yy下面的，可以使用pwd(print work directory)来查看：

yy@LAPTOP-3O6FQOOC:~$ pwd
/home/yy

这个目录就是用户的目录。现在我计划在这个下面新建一个名为cppstudy的目录，专门存放用来练习C++的项目。在这个下面我可能会看一些C++的教材，比如我正在看的《C++程序设计语言，第四版》，我在做里面的练习时，会给这个书专门起一个名字，比如叫cpplanguage_4thedition：使用mkdir命令即可创建目录。

yy@LAPTOP-3O6FQOOC:~$ mkdir cpplanguage_4thedition
yy@LAPTOP-3O6FQOOC:~$ ls
cpplanguage_4thedition

紧接着，在该目录下，创建一个模板项目，在Visual Studio Code中，每个项目最好以一个文件夹的形式分开，比如创建一个cppenv的目录用来存放模板项目，后续的项目只需要将这个目录拷贝一份重命名即可。模板文件主要是用来配置VS Code里面使用的C++编译器、调试器等的配置。

首先使用cd命令切换到新建的cpplanguage_4thedition目录，在输入目标目录时不必全部输全，只需要输入前面几个字母，然后按TAB键，就能自动补全：

yy@LAPTOP-3O6FQOOC:~$ cd cpplanguage_4thedition/
yy@LAPTOP-3O6FQOOC:~/cpplanguage_4thedition$ mkdir cppenv
yy@LAPTOP-3O6FQOOC:~/cpplanguage_4thedition$ ls
cppenv

现在，要在cppenv目录下打开VS Code只需要执行：

yy@LAPTOP-3O6FQOOC:~/cpplanguage_4thedition$ code cppenv
Installing VS Code Server for Linux x64 (e170252f762678dec6ca2cc69aba1570769a5d39)
Downloading: 100%
Unpacking: 100%
Unpacked 1548 files and folders to /home/yy/.vscode-server/bin/e170252f762678dec6ca2cc69aba1570769a5d39.
Looking for compatibility check script at /home/yy/.vscode-server/bin/e170252f762678dec6ca2cc69aba1570769a5d39/bin/helpers/check-requirements.sh
Running compatibility check script
Compatibility check successful (0)

首次打开时，会启动Windows 11本机安装的VS Code来远程连接到Ubuntu上。会有以下提醒。

全部点击确定。

然后Visual Studio Code打开后，会提示是否需要安装一个Visual Studio Code WSL的插件，这里点击确定即可。

然后新建一个名为helloworld.cpp的C++文件，这时VS Code会提示你是否安装一个“C/C++ Extension Pack”插件，点击安装。

C++代码写好了之后，点击右上角里面的“Run C++ file"。

这时，我们选择第二项，使用g++来编译，使用gcc编译C++文件会报错，需要更多的参数配置。

这时，在下面的终端中可以看到编译和运行的结果。

当然，还可以直接在命令行里运行：

./helloworld

也能看到输出结果。这里可以看到，是完美支持中文的，因为他默认就是使用UTF-8编码，如果在Windows上使用VS Code来编译C++，输出到终端里面中文很大概率是乱码。

还可以设置断点，进行调试。

再次点击右上角的三角按钮，这次选择”debug c++ file"。在弹出的选择项目中，选择g++ gdb进行调试，也可以点击齿轮设置默认的调试器。

可以看到断点被命中。

在目录文件下，有个.vscode的文件夹，这个文件夹里面就是对C++编译器和调试器的配置。这个可以在其它的项目中通用。

后面，假如我要做第一章第一节的练习，只需要将cppenv这个文件夹拷贝一份，改名为chapter1_1_basic，然后再用vscode打开这个目录即可，这些配置就不需要再次配置了。

yy@LAPTOP-3O6FQOOC:~/cpplanguage_4thedition$ cp -r cppenv chapter1_1_basic
yy@LAPTOP-3O6FQOOC:~/cpplanguage_4thedition$ ls
chapter1_1_basic  cppenv

Ubuntu下面的这些文件，在Windows资源管理器中可以直接查看。如下，可以看到在yy目录下新建的目录。

 

参考：