C/C++ programozás Windows Subsystem for Linux segítségével

Ez a leírás röviden végigvezet a WSL beüzemelésén, a GCC fordító telepítésén és egy példa kód fordításán, futtatásán.

Mi az a WSL?

A Windows Subsystem for Linux segítségével linuxos programokat futtathatunk windowsos gépünkön. Amennyiben Windows 10-es géped van és nem akarsz dual boottal, vagy virtuális gép telepítésével bajlódni, ez a legegyszerűbb módja annak, hogy a kabinethez hasonló környezetben a GCC fordítóval dolgozz.

Követelmények

• 64 bites x86 alapú számítógép (10 évnél nem öregebb asztali gépek és laptopok zöme)
• 64 bites Windows 10 operációs rendszer 1607-es verzió vagy újabb (S változat nem támogatott)

WSL engedélyezése

Ahhoz hogy használni tudjuk, engedélyeznünk kell a WSL-t. Ehhez indítsuk el adminisztrátori jogosultsággal a PowerShellt.

Adjuk ki a következő parancsot:

Enable-WindowsOptionalFeature -Online -FeatureName Microsoft-Windows-Subsystem-Linux

Ezután újra kell indítanunk a gépet.

Linux disztribúció telepítése

Indítsuk el a Microsoft Store-t, ahol többféle linux disztribúció közül választhatunk. Mivel a kabinetben Debian van, így ebben a leírásban is azt mutatjuk be. A többi kezelése hasonló, de több ponton eltérhet (pl új programok telepítése).

Keressünk hát rá a Debianra, telepítsük és indítsuk el!

Első indításkor kicsit szöszölni fog, majd kér egy felhasználónevet és egy jelszót. Ennek nem kell megegyeznie a Windowsos loginunkkal, de valamit mindenképp meg kell adnunk. Ez egy teljesen külön felhasználó lesz, ami csak a WSL-en belül létezik. Mint később több esetben, itt sem fogjuk látni a begépelt jelszó karaktereket, még csillagokat sem a helyükön (nehogy valaki megszámolja >:)).

Fordítóprogram telepítése

Az így kapott környezet a legalapvetőbb eszközöket tartalmazza (pl a szokásos linux parancsok természetesen működnek), viszont fordítót nem.

A telepítéshez két parancs szükséges. Az első:

sudo apt update

Ez frissíti a rendelkezésre álló programokat, azok verzióit. Minden telepítés előtt érdemes lefuttatni, hogy ne egy régebbi verziót telepítsunk. Első használatkor a sudo egy rövid, kissé talán misztérikus üzenetet ad, majd kéri a jelszavunkat. A sudo a linuxos megfelelője a 'futtatás rendszergazdaként' opciónak. A legtöbb program jobb, ha nem rendszergazdaként fut, így fontos fájlokhoz például nem fér hozzá, viszont a telepítésnek muszáj. Adjuk hát meg a telepítéskor megadott WSL felhasználónk jelszavát.

Most már jöhet a tényleges telepítés. Ha C++-ban is akarunk programozni, a gcc után egy szóközzel elválasztva soroljuk fel a g++ fordítót is, egyébként elhagyhatjuk

sudo apt install gcc g++

Az APT ájékoztat, hogy pontosan milyen csomagokat (programokat, programkönyvtárakat) fog telepíteni, és az mennyi helyet foglal majd a gépünkön. Üssünk be egy y-t és enter.

Szokás szerint onnan tudjuk, ha sikeresen lefutott a telepítés, ha visszakapjuk a promptot és nem írt ki előtte hibaüzenetet.

A Windows fájlrendszerének elérése WSL-ből

A WSL nagy előnye, hogy nem kell nagyon kilépnünk a komfortzónánkból egy kis Linux-ízelítőért. A linuxos parancssorunkból a teljes külső fájlrendszert elérjük, így ott dolgozunk ahol akarunk, olyan grafikus szerkesztőt használunk, amilyet szeretnénk, elég csak fordítani és futtatni terminálból.

Emlékezzünk vissza a terminálos fájlkezelésénél tanult alapparancsokra:

• pwd: print working directory - aktuális könyvtár kiírása.
• cd: change directory - könyvtárváltás, egy almappa nevét megadva utána abba lépünk, ..-tal pedig az eggyel fentebbibe.
• ls: list - listázás, kiírja az aktuális könyvtár tartalmát.
• mkdir: make directory - könytvárlétrehozás, értelem szerűen.
• rmdir: remove directory - üres könyvtár törlése.
• rm: remove - fájl törlése. -rf kapcsolóval viszont egy komplett mappát töröl a tartalmával együtt. A művelet nem visszavonható, a törölt állományok nem kerülnek a lomtárba (linuxon alapból nincs is lomtár)!

Alapból a /home/felhasznalonev könyvtárunkban vagyunk, ami üres. Itt is nyugodtan dolgozhatunk, azonban ennek a tartalmát kívülről, a Windows felületéről nehézkes elérni, ezért javaslom, hogy inkább használjunk kinti mappát. Lépjünk a /mnt mappába és írassuk ki a tartalmát részletesen az ls -l paranccsal!

Itt bizony a Windows-os meghajtóinknak megfelelő mappákat találunk, melyeket szabadon böngészhetünk. Válasszunk egy nekünk tetsző mappát, és navigáljunk bele a cd paranccsal!

Első programunk

Hozzunk létre kedvenc Windowsos szövegszerkesztőnkkel (pl Notepad++, Atom, Sublime) egy új C forrásfájlt az imént választott mappában mondjuk elso.c néven. Írjunk bele valami teszt kódot, pl ezt:

#include <stdio.h>

int main() {
    printf("Hello, world!\n");
    return 0;
}

Mentsük el, lehetőleg Unix sortöréssel és UTF-8 karakterkódolással. Váltsunk vissza a terminálunkra. Adjuk ki újra az ls parancsot és a fájl meg kell hogy jelenjen. Ha nem így történt, ellenőrizzük az elérési utakat, biztos mindkét helyen ugyanott vagyunk-e.

Megjegyzés A sortörés vagy új sor karakter operációs rendszertől függ. Manapság két elterjedt ábrázolása van: a Unix féle \n és a Windows féle \r\n. Előbbit a legtöbb rendszer megérti, ezért általánosabbnak tekinthetjük, utóbbiban az extra \r megzavarhatja azokat az alkalmazásokat, akik nem számítanak rá (pl. furcsa dolgokat írnak ki a konzolra, vagy elszámolják egy szöveg hosszát). Amikor Windowson dolgozunk a legtöbb szerkesztő alapból a windowsos sortörést fogja használni, ez azonban általában átállítható.

Megjegyzés A karakterkódolás azt adja meg, hogy mely betűket, karaktereket mely egész számmal reprezentáljuk a számítógép memóriájában, illetve a háttértárakon. Például a nagy A betű kódja szinte univerzálisan 65. Az egyszerűbb karakterekkel, mint az írásjelek, angol ABC betűi, számok nem is szokott gond lenni, ezek elférnek a 7 bites ASCII táblában is, ami gyakorlatilag az összes többi kódolás alapját képezi. A gond a többi nyelv karaktereivel kezdődik, pl a magyar ékezetes betűk, vagy akár a teljesen különböző ciril, arab, héber, kínai, japán, koreai, stb. ábécék. Ezek a nyelvek tradícionálisan mind-mind különböző kódtáblát használtak, általában az ASCII-t kibővítre 8 bitre, ezáltal további 128 karaktert hozzáadva. A mai Windowsok is még midig egy ilyen nemzeti karakterkészletet használnak, magyar nyelv esetén a Windows-1250-est. Ha egy fájlt így mentünk el, és abban nem csak ASCII karakterek vannak, akkor az más rendszereken (Linux, macOS, más nyelvű Windows) rosszul fog megjelenni. Eme inkonzisztencia feloldására született meg az Unicode, amely egy olyan kódtábla, melyben a világ valamennyi írásjelét ábrázolhatóvá akarják tenni. Az ilyen Unicode karaktereknek is sajnos többféle kódolása lehetséges, legelterjedtebb azonban az UTF-8, a trükkös helytakarékossága miatt (legalábbis elsősorban latin karaktereket tartalmazó szövegek esetén). A mai Linux rendszerek is az UTF-8 karakterkódolást használják alapból, ezért érdemes nekünk is abban menteni a fájljainkat.

Jöhet a fordítás, melegen ajánlom a -Wall kapcsoló használatát, hogy minél több potenciális hibát jelezzen a fordító:

gcc -Wall -o elso elso.c

Majd a futtatás:

./elso

És az eredmény remélhetőleg egy tetszetős köszönés félig Windows félig Linux masinánktól: Hello, world!.