WSL+Clion的环境配置与开发实战，Android NDK交叉编译

WSL+Clion的环境配置与开发实战

随着开发环境需求的不断增加，Windows Subsystem for Linux 2（简称 WSL2）为开发者提供了在 Windows 系统上运行 Linux 发行版的强大工具。本文将详细介绍如何在 Windows 10 上安装和配置 WSL2，并搭建一个完整的 C++ 开发环境。

准备工作

在开始安装和配置 WSL2 之前，建议先准备以下资源和工具：

WSL2 官网：https://docs.microsoft.com/zh-cn/windows/wsl/install
WSL 基本命令：https://docs.microsoft.com/zh-cn/windows/wsl/basic-commands
WSL 详细文档：https://docs.microsoft.com/zh-cn/windows/wsl/

这些资源将帮助您更好地理解和使用 WSL2。

启用 Windows 10 中的 WSL 功能

打开 Windows 功能设置
- 进入 控制面板。
- 选择程序。
- 点击 启用或关闭 Windows 功能。
启用适用于 Linux 的 Windows 子系统
- 在弹出的窗口中，勾选 适用于 Linux 的 Windows 子系统。
  
  注意：WSL2 与 VMWare 不兼容，两者只能选其一。WSL2 需要启用 Hyper-V，而 VMWare 不支持 Hyper-V。若需同时使用，建议选择 WSL1。
启用虚拟机平台
- 在同一窗口中，勾选 虚拟机平台。这是 WSL2 所需的功能。
重启计算机
- 勾选后，点击确定，系统会提示重启计算机以应用更改。

安装 WSL2

打开管理员权限的 PowerShell
- 右键点击 开始菜单，选择 Windows PowerShell（管理员）。
查看可用的 Linux 发行版
```
powershell
wsl --list --online
```
或者使用简化命令：
```
powershell
wsl -l -o
```
安装 WSL2

执行以下命令安装默认的 Ubuntu 22：
```
powershell
wsl --install
```
安装完成后，系统会提示重启计算机。
重启计算机

重启后，WSL2 将自动完成安装并初始化 Ubuntu 发行版。

WSL 常用指令

以下是一些常用的 Windows Subsystem for Linux（WSL）指令及其用途说明，帮助您更高效地管理和使用 WSL 环境：

查看在线可用的 Linux 发行版
```
bash
wsl --list --online
```
或者：
```
bash
wsl -l -o
```
用于列出可以安装的 Linux 发行版。
安装指定的 Linux 发行版
```
bash
wsl --install -d <发行版名称>
```
例如安装 Ubuntu：
```
bash
wsl --install -d Ubuntu
```
若未指定 -d，默认安装 Ubuntu。
查看已安装的 Linux 发行版
```
bash
wsl --list --verbose
```
或者：
```
bash
wsl -l -v
```
显示所有已安装的 Linux 发行版及其状态（默认、正在运行等）。

设置默认 Linux 发行版

bash
wsl --set-default <发行版名称>

例如将 Ubuntu 设为默认：

bash
wsl --set-default Ubuntu

启动特定的 Linux 发行版
```
bash
wsl -d <发行版名称>
```
例如启动 Ubuntu：
```
bash
wsl -d Ubuntu
```
关闭所有正在运行的 WSL 实例
```
bash
wsl --shutdown
```
用于强制关闭所有运行的 WSL 实例。

更改 WSL 版本（WSL1 或 WSL2）

bash
wsl --set-version <发行版名称> <版本号>

例如，将 Ubuntu 切换到 WSL2：

bash
wsl --set-version Ubuntu 2

导出 WSL 发行版

bash
wsl --export <发行版名称> <文件路径>

例如导出 Ubuntu：

bash
wsl --export Ubuntu D:\wsl-backups\ubuntu-backup.tar

导入 WSL 发行版

bash
wsl --import <发行版名称> <安装路径> <备份文件路径>

例如从备份导入 Ubuntu：

bash
wsl --import Ubuntu D:\WSL\Ubuntu D:\wsl-backups\ubuntu-backup.tar

查看 WSL 版本
```
bash
wsl --version
```
显示当前 WSL 的版本信息。
更新 WSL
```
bash
wsl --update
```
用于更新 WSL 到最新版本，确保获得最新的功能和修复。
设置 WSL 启动时的默认用户
```
bash
wsl --set-default-user <用户名>
```
例如，将默认用户设置为 xiedong：
```
bash
wsl --set-default-user xiedong
```

通过掌握这些指令，您可以更灵活地管理 WSL 环境，提升开发效率。

检查 WSL 版本

安装完成后，可以通过以下步骤检查当前 WSL 的版本：

下载并安装 Windows Terminal
- 前往 Microsoft Terminal GitHub 页面下载最新版本的 Windows Terminal。
- 安装完成后，打开 Windows Terminal。

查看 WSL 版本

在终端中运行以下命令：

bash
wsl --version

示例输出：

bash
PS C:\Users\Administrator> wsl --version
WSL 版本： 2.2.4.0
内核版本： 5.15.153.1-2
WSLg 版本： 1.0.61
MSRDC 版本： 1.2.5326
Direct3D 版本： 1.611.1-81528511
DXCore 版本： 10.0.26091.1-240325-1447.ge-release
Windows 版本： 10.0.19045.2965

或者使用简化命令：

bash
wsl.exe -l -v

示例输出：

bash
PS C:\Users\Administrator> wsl.exe -l -v
  NAME      STATE           VERSION
* Ubuntu    Running         2

升级到 WSL2（如果尚未）

若发现当前版本不是 WSL2，可以通过以下命令进行升级：
```
bash
wsl --set-version Ubuntu-22.04 2
```
注意：请将 Ubuntu-22.04 替换为您实际安装的发行版名称。

配置 WSL2 基础环境

为了确保 WSL2 环境的稳定和安全，建议进行以下基础配置：

更新软件包列表并升级现有包

bash
sudo apt update && sudo apt upgrade -y

安装常用工具

安装基础开发工具和依赖库，以便后续开发使用：
```
bash
sudo apt install build-essential curl wget git -y
```

WSL 无法联网，联网失败

在某些情况下，WSL 可能会遇到联网问题，导致无法访问互联网。以下是解决 WSL 联网失败的有效方法：

参考解决方案
- 详细解决方案：https://www.ghostchu.com/fix-wsl-no-internet-connection/
- 官方教程：https://github.com/sakai135/wsl-vpnkit
- 官方发布文件：https://github.com/sakai135/wsl-vpnkit/releases
安装并运行 wsl-vpnkit

执行以下命令创建一个网络供 WSL 使用：
```
bash
e:
wsl --import wsl-vpnkit $env:USERPROFILE\wsl-vpnkit wsl-vpnkit.tar.gz --version 2
wsl -d wsl-vpnkit --cd /app wsl-vpnkit
```
说明：上述命令将导入 wsl-vpnkit 发行版并运行，从而为 WSL 创建一个稳定的网络连接。
保持终端运行

每次遇到网络问题时，需运行以下命令：
```
bash
wsl -d wsl-vpnkit --cd /app wsl-vpnkit
```
提示：请勿关闭该终端窗口，以确保网络连接持续有效。

搭建 C++ 开发环境

为了在 WSL2 中进行 C++ 开发，需要安装一系列开发工具和依赖库。以下是详细的安装步骤：

安装 CMake

下载 CMake

bash
cd ~
wget https://github.com/Kitware/CMake/releases/download/v3.30.3/cmake-3.30.3-linux-x86_64.tar.gz

解压并安装 CMake

bash
tar -xzvf cmake-3.30.3-linux-x86_64.tar.gz
sudo ln -sf $(pwd)/cmake-3.30.3-linux-x86_64/bin/* /usr/bin/

验证安装

bash
cmake --version

示例输出：

bash
cmake version 3.30.3

CMake suite maintained and supported by Kitware (kitware.com/cmake).

安装 GCC++

添加 GCC 仓库（针对 Ubuntu 版本 < 18.04）

bash
sudo add-apt-repository ppa:ubuntu-toolchain-r/test
sudo apt-get update

安装 GCC 和 G++

bash
sudo apt-get install gcc -y
sudo apt-get install g++ -y

验证安装

bash
gcc --version

示例输出：

bash
gcc (Ubuntu 11.4.0-1ubuntu1~22.04) 11.4.0
Copyright (C) 2021 Free Software Foundation, Inc.
This is free software; see the source for copying conditions.  There is NO
warranty; not even for MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.

bash
g++ --version

示例输出：

bash
g++ (Ubuntu 11.4.0-1ubuntu1~22.04) 11.4.0
Copyright (C) 2021 Free Software Foundation, Inc.
This is free software; see the source for copying conditions.  There is NO
warranty; not even for MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.

安装 GDB

安装 GDB
```
bash
sudo apt install gdb -y
```

验证安装

bash
gdb --version

示例输出：

bash
GNU gdb (Ubuntu 12.1-0ubuntu1~22.04.2) 12.1
Copyright (C) 2022 Free Software Foundation, Inc.
License GPLv3+: GNU GPL version 3 or later <http://gnu.org/licenses/gpl.html>
This is free software: you are free to change and redistribute it.
There is NO WARRANTY, to the extent permitted by law.

安装其他依赖

为了避免在编译过程中出现缺失依赖的错误，建议安装以下必要的库和工具：

bash
sudo apt install build-essential cmake git pkg-config libgtk-3-dev \
    libavcodec-dev libavformat-dev libswscale-dev libv4l-dev \
    libxvidcore-dev libx264-dev libjpeg-dev libpng-dev libtiff-dev \
    gfortran openexr libatlas-base-dev python3-dev python3-numpy \
    libtbb2 libtbb-dev libopenexr-dev \
    libgstreamer-plugins-base1.0-dev libgstreamer1.0-dev -y

Conan 包管理工具

Conan 是一个开源的 C/C++ 包管理器，能够简化依赖管理和构建过程。以下是安装 Conan 的步骤：

安装 Miniconda

bash
wget https://repo.anaconda.com/miniconda/Miniconda3-latest-Linux-x86_64.sh
bash Miniconda3-latest-Linux-x86_64.sh

按照提示完成安装后，加载 Conda 环境：

bash
. ~/.bashrc

创建 Python 3.7 环境
```
bash
conda create -n py37 python=3.7 -y
```
激活 Python 环境
```
bash
conda activate py37
```
安装 Conan
```
bash
pip3 install conan==1.60
```
注意：确保使用的是 Conan 1.x 版本，以避免与某些项目的不兼容问题。

CLion 编译工具链检查

为了确保 CLion 能够正确识别和使用 WSL2 中的工具链，请按照以下步骤进行检查：

打开 CLion 并配置工具链
- 启动 CLion。
- 进入 File > Settings > Build, Execution, Deployment > Toolchains。
- 点击 + 添加新的 WSL 工具链。
验证工具链状态

确保所有工具链组件（如 CMake、GCC、GDB 等）状态均为 ✔，表示配置正确。

置顶WSL的工具链：

编译 CMake 工程

在完成开发环境的配置后，可以开始编译 CMake 工程。以下是详细步骤：

清理之前的编译文件

删除旧的编译文件，以确保干净的构建环境，如下图，删除类似这样的老的编译文件：

进入工程的编译目录

bash
cd /mnt/e/workcode/cpp_project/layout_analysis_infer/04compile

激活 Python 环境
```
bash
conda activate py37
```
执行编译脚本

修改一下gcc_linux64.conan文件里gcc的版本，我默认安装的gcc版本是11，所以修改版本为11：
```
bash
[settings]
os=Linux
os_build=Linux
arch=x86_64
arch_build=x86_64
compiler=gcc
compiler.version=11
compiler.libcxx=libstdc++11
build_type=Release
[options]
[build_requires]
[env]
```
执行编译：
```
bash
bash start_compile_linux64_with_gcc.sh release
```
脚本将自动进行代码编译和构建，完成后即可在 CLion 中进行调试和运行。

编译过程中会下载外网的一些东西，要么软路由，要么开局域网魔法，比如宿主机器上的：
```
bash
export http_proxy=101.100.81.102:10829
export https_proxy=101.100.81.102:10829
```
不开魔法的话，是真的很慢，或许卡到编译不出来。

编译完成后如下图：

Clion使用

在Clion中配置cmake工程路径，点击这里：

填写cmake的构建路径：

设置完确认，然后点击下图这里的重载cmake的构建，无报错则成功：

这个带test的工程是可以执行的：

Linux是依靠这个so在执行：

Android交叉编译

在Linux编译出Android平台可以使用的so文件包。

下载NDK：

https://developer.android.com/ndk/downloads?hl=zh-cn

我下载版本：https://github.com/android/ndk/wiki

WSL中执行：

bash
cd ~
wget https://dl.google.com/android/repository/android-ndk-r27b-linux.zip
sudo apt install unzip -y
unzip android-ndk-r27b-linux.zip

# 或者
wget https://dl.google.com/android/repository/android-ndk-r25c-linux.zip
unzip android-ndk-r25c-linux.zip

声明 ANDROID_NDK_ROOT 环境变量，如下修改成自己的路径

shell
export ANDROID_NDK_ROOT=/home/xiedong/android-ndk-r27b

# 或者
export ANDROID_NDK_ROOT=/home/xiedong/android-ndk-r25c

Clang 是一个用 C++ 编写的编译器前端工具，主要用于编译 C、C++、Objective-C 以及其他语言的代码。它是 LLVM（Low-Level Virtual Machine）项目的一部分，用来替代 GNU 编译器套件中的 GCC。Clang 的主要目的是提供一个模块化、可扩展且快速的编译器，同时生成高效的代码。它广泛用于各类项目中，尤其是在苹果的 macOS 和 iOS 开发中作为默认的编译器工具链。

进入04compile目录

shell
cd 04compile

android_armv8.conan：

bash
[settings]
arch=armv8
build_type=Release
compiler=clang
compiler.libcxx=c++_static
compiler.version=14
os=Android
os.api_level=21
[tool_requires]
android-ndk/r25c
[options]
[env]

运行脚本编译：

shell
bash start_compile_android_with_armv8.sh

这文件就是编译出的so文件：

Conan 常用指令

Conan 是一个跨平台的 C/C++ 包管理器，旨在帮助开发者管理项目依赖，解决复杂的依赖问题。它支持多种构建系统（如 CMake、MSBuild 等）和编译器（如 GCC、Clang、Visual Studio 编译器等），并且允许用户轻松地下载、构建和集成第三方库。

1. Conan 的核心功能

依赖管理：通过 conanfile.txt 或 conanfile.py 文件定义项目的依赖项，并自动处理依赖树。
跨平台支持：支持在不同平台和编译器之间无缝使用相同的依赖。
缓存机制：通过本地缓存存储下载的包，避免重复下载和构建。
版本控制：为每个包定义不同的版本和编译选项。
包存储和共享：通过公共或私有的 Conan 服务器或 Artifactory，团队可以方便地分享和重用包。

2. Conan 工作流程

安装依赖：使用 conan install 下载并安装依赖。
构建包：通过 conan create 构建并发布自己的包。
管理配置文件：使用 conan profile 设置编译环境。
搜索包：用 conan search 查找所需包。
上传包：利用 conan upload 将包发布到远程仓库。

3. 常用指令详解

conan install：安装项目依赖
```
bash
conan install .
```
- 常用选项：
  - --build=missing：自动从源代码构建缺失的包。
  - --profile=<profile_name>：使用特定配置文件。
conan create：创建和构建包
```
bash
conan create . user/channel
```
- 常用选项：
  - --build：强制重新构建包。
conan search：搜索本地或远程包
```
bash
conan search <package_name>
```
- 常用选项：
  - -r <remote_name>：指定远程仓库进行搜索。
conan upload：上传包到远程仓库
```
bash
conan upload <package_name>/<version>@<user>/<channel> -r <remote_name>
```
- 常用选项：
  - --all：上传包的所有版本。
  - --confirm：无需确认直接上传。
conan remove：删除本地或远程的 Conan 包
```
bash
conan remove <package_name>/<version>@<user>/<channel>
```
- 常用选项：
  - -f：强制删除，无需确认。
  - --remote <remote_name>：删除远程包。
- 清除所有本地缓存包：
```
bash
conan remove "*" -f
```
conan profile：管理编译配置文件
```
bash
conan profile new <profile_name> --detect
conan profile update settings.compiler=gcc <profile_name>
```
- 常用操作：
  - new：创建新配置文件。
  - update：更新配置文件设置。

conan config：管理全局设置

bash
conan config set general.revisions_enabled=1
conan config list

conan remote：管理远程仓库

bash
conan remote add <remote_name> <remote_url>
conan remote remove <remote_name>
conan remote list

4. 配置文件示例

典型的 conanfile.txt 示例:

ini
[requires]
boost/1.75.0
fmt/7.1.3

[generators]
cmake

[options]
boost:shared=True

典型的 conanfile.py 示例:

python
from conans import ConanFile, CMake

class HelloConan(ConanFile):
    name = "hello"
    version = "1.0"
    settings = "os", "compiler", "build_type", "arch"
    requires = "boost/1.75.0", "fmt/7.1.3"
    generators = "cmake"

    def build(self):
        cmake = CMake(self)
        cmake.configure()
        cmake.build()

Conan问题

conanbuildinfo.txt 是由 Conan 生成的文件，主要用于保存编译项目所需的依赖路径和配置信息。它包含了所依赖的库的头文件路径、库文件路径、编译选项、宏定义等信息。在编译过程中，这些信息会被编译器和链接器使用，以便正确地找到和链接依赖的库。

conan remove "*" -f 会删除所有本地的Conan包。也就是/home/xiedong/.conan/data下面的东西。

结语

通过本文的详细步骤，您已经成功在 Windows 10 上安装并配置了 WSL2 环境，并搭建了完整的 C++ 开发环境。WSL2 不仅提升了开发效率，还为跨平台开发提供了便利。希望这篇指南对您的开发之路有所帮助！

如有任何问题或建议，欢迎在下方留言交流。