在 Windows 寫 Linux 程式：Visual Studio + Windows Subsystem for Linux

微軟的 VIsual Studio 在 Heresy 來看，算是 Windows 上最好的 C++ 開發環境，但是缺點就是沒有 Linux 版了。不過，微軟在這幾年正積極地往跨平台、開放原始碼的方向走，所以這部分的狀況倒也有些改變了～

在 2015 年，微軟也已經發表了跨平台的開發環境、Visual Studio Code，雖然還是沒有開放原始碼，但是也算是聊勝於無了。而同時，Visual Studio 2015 也加入了跨平台的程式開發功能！除了 Windows 外，也支援了 Android、iOS 以及 Linux～（不過當時 Heresy 想測試 Linux 的偵錯一直沒有成功就是了…）

這篇，則是 Heresy 看到微軟的 Visual C++ Team Blog 的《Targeting the Windows Subsystem for Linux from Visual Studio》後，才想起可以嘗試讓 Visual Studio 搭配 Windows 10 的 Bash on Ubuntu on Windows（Windows Subsystem for Linux、以下簡稱 WSL）來在單台 Windows PC 上、進行 Linux 上的 C++ 程式開發、偵錯！

這篇的基本需求，主要是：

• Windows 10 1607 x64、並開啟 Bash on Ubuntu on Windows 這項功能
• Visual Studio 2015 +，需額外安裝 Visual C++ for Linux Development

要透過 Visual Studio 來開發 Linux 上的程式，主要是透過 SSH 來連到一個 Linux 系統來進行的；而偵錯的部分，則是會使用 gdbserver 來進行，也可以支援中斷點、以及中斷時的變數監控。

下面就是簡單的環境設定紀錄：

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WSL 的設定

1. 安裝必要的套件

   由於實際上會在 WSL 的環境下，進行程式的編譯，所以必須要安裝編譯程式時，所需要使用到的套件；一般來說就是 g++ 、make 等套件了～而根據專案的不同，也會需要安裝必要的函式庫。

   官方建議的安裝命令，是直接安裝「build-essential」：

   sudo apt install build-essential

   不過，由於接下來要使用 Visual Studio 透過 SSH 連線來做遠端編譯的控制，所以還需要安裝「openssh-server」；而如果還要遠端偵錯的話，也還需要安裝「gdbserver」。

   所以這邊也可以透過下面的指令，來安裝這兩個套件：

   sudo apt install openssh-server gdbserver

2. 設定 SSH Server

   在將套件安裝好了之後，接下來則是要針對 OpenSSH Server 做基本的設定。他的設定檔是「/etc/ssh/sshd_config」，只要以系統管理員權限、使用文字編輯器打開就可以了。

   這邊官方的範例是使用 nano 這個簡易式的文字編輯器，其指令為：

   sudo nano /etc/ssh/sshd_config

   至於要修改的地方呢，官方只有說要將「PasswordAuthentication」的值由「no」改為「yes」，但是不確定是否是版本不同的關係，Heresy 只改這項還是不能用。

   摸了好一陣子後，最後總共要修改三個地方才行：

   # What ports, IPs and protocols we listen for 
   Port 22222
   
   #Privilege Separation is turned on for security 
   UsePrivilegeSeparation no
   
   # Change to no to disable tunnelled clear text passwords 
   PasswordAuthentication yes

   其中，要把 port 由 22 改成其他 port（這邊是 22222）的原因，是因為在新版的 Windows 10 中，在某些狀況下似乎有內建 SSH Server、並且也是處於啟動狀態（參考《Windows 10 Insider: integrated SSH server》） ，所以如果不改成 22 以外的連接埠的話，會無法正確連線到 WSL 中的 OpenSSH Server。

   在修改好了之後，只要按 Ctrl + X，然後再按 y，就可以儲存修改的內容了。

   而在都設定好了之後，接下來還要產生一組 SSH 的金鑰，其指令是：

   sudo ssh-keygen -A

3. 啟動 SSH Server

   上面的設定步驟，基本上都是只要做一次的設定，當設定好了之後，以後就會存下來，不用每次都重新跑一次。

   不過，由於 WSL 的設計並不支援自動啟動的背景服務，所以 SSH Server 不但無法自動啟動、當每次把 bash 視窗關閉時，已經開啟的 SSH Server 也都會被自動關閉。

   所以，每次要使用時，都需要手動啟動 OpenSSH Server！其指令是：

   sudo service ssh start

   而在開啟後，也記得在還需要連線時都不要把 bash 視窗關閉，以避免 SSH Server 被關閉。

   另外，在 Heresy 這邊，雖然會出現「initctl: Unable to connect to Upstart: Failed to connect to socket /com/ubuntu/upstart: Connection refused」的警告，不過還是可以正確地開啟 SSH Server。

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Visual Studio 的基本使用

Visual Studio 2015 安裝好 Visual C++ for Linux Development 後，在建立新專案時，可以在 Visual C++ 下的「跨平台」中，找到「Linux」的分類，這邊會有一些範例專案可以選擇：

而最簡單的，應該就是先選「Console Application (Linux)」來做測試；如此一來，他會建立一個只有「main.cpp」的專案，讓開發者可以做後續的修改。

當第一次要編譯這個專案的時候，他會跳出一個「Connect to Linux」對話框、要求使用者輸入 Linux 機器的設定。

這邊由於是連到本機上 WSL 的 SSH Server，所以「host name」就是「127.0.0.1」、port 則是前面設定的數值；之後再把「authentication type」改成「password」，然後再輸入 WSL 的帳號、密碼，按下「Connect」就可以了。

而之後如果要修改設定的話，也可以在 Visual Studio 的「工具」、「選項」中的「Cross Platform」中，找到「Connection Manager」來做刪除、新增。

如果一切順利的話，Visual Stuio 在編譯後會在「輸出」的視窗中，出現下面的紀錄：

1>------ 已開始建置: 專案: LinuxConsole, 組態: Debug x64 ------
1>  Validating architecture
1>  Validating sources
1>  Copying sources remotely
1>  Starting remote build
1>  Compiling sources:
1>  main.cpp
1>  Linking objects
1>  LinuxConsole.vcxproj -> E:\VIML\LinuxConsole\LinuxConsole\bin\x64\Debug\LinuxConsole.out
========== 
建置: 1 成功、0 失敗、0 最新、0 略過 ==========

可以看到，他會先把檔案複製到遠端、然後在遠端進行編譯。

而如果是以偵錯模式來進行除錯的話，也可以按照 VIsual Studio 本來的操作習慣，加入中斷點來偵錯！而此時也可以看到各變數的值。

而如果程式在執行階段會當掉的話（例如 Segmentation fault），Visual Studio 也會停在死掉的那行，讓開發者可以根據當下的狀況，來判斷問題是什麼～

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整體來說，透過這樣的機制，可以讓熟系 VIsual Studio 的開發者，以熟悉的方式、介面、來開發 Linux 上的程式；並可以使用 Visual Studio 的圖形介面，來做方便的除錯！在 Heresy 來看，如果是 Linux 程式有問題的時候，應該算是一個滿方便的方案～

不過，Heresy 這邊碰到一個問題，就是這樣透過 WSL 執行的時候，看不到程式輸出的內容啊！另外，如果是要跑有圖形介面的程式，大概還是很難透過 WSL 來做吧…

除此之外，Heresy 覺得他最大的缺點應該是還需要另外建立一個專案，而不能以現有專案的額外組態來做設定，感覺算是比較麻煩的地方。不過，必要時應該還算可以拿來玩的東西吧？

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額外參考：Linux 工程師新法寶 – 在 Visual Studio 上用 C++ 寫 Linux 程式