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Windows 环境配置

关于环境选择

如非特殊需要，强烈建议使用 WSL 2 在 Windows 上进行开发。

借助于 VSCode 和 Remote WSL 插件，可以实现更好的编写代码、编译、调试体验。

WSL 2 的安装和配置请参考 WSL 2 官方文档。

TL;DR

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wsl --install -d Ubuntu

如果你选择使用 WSL 2，可以跳过此文档的内容，转至 Linux 环境配置 进行配置。

如果你继续选择使用 Windows 直接进行实验，请确保：

  • 你具有良好的 Windows 折腾能力，了解环境变量配置、Windows 目录权限等。
  • 通读下列文档，不要做一步看一步。
  • 你能够正确理解下列文档中所描述的步骤的含义和目的。

关于 Windows 10

本文主要面向 Windows 11 用户，在 Windows 10 上你可能需要补全一些额外的步骤，如：

  • 安装 winget
  • 安装 Terminal 和 PowerShell

请自行搜索相关资料进行安装和配置。

安装 rustup

请前往 rustup 官网 下载并运行 rustup-init.exe，安装选项请阅读下列内容：

如果想要变更安装路径，可以通过指定如下环境变量来实现：

  • RUSTUP_HOME：rustup 的安装路径
  • CARGO_HOME：cargo 的安装路径

rustup 将会把 CARO_HOME\bin 添加到 PATH 环境变量中。

工具链的选择

rust 提供了两种 windows 上的工具链：msvc 和 gnu，详细信息可以参考 Windows - The rustup book。

  • msvc：使用 Visual Studio 的 C++ 编译器，需要安装 Visual Studio。

    在安装 Visual Studio 时，需要选择如下组件：

    • MSVC v143 - VS 2022 C++ x64/x86 build tools (latest)
    • Windows 11 SDK

    msvc 工具链可以提供更好的 Windows 应用兼容性，也是 Windows 上开发 rust 应用推荐的工具链。

    二者总空间需求约为 4GB。若要安装 Visual Studio 本体，可能需要更多的空间。

    此工具链本体占用约为 600MB。推荐本来就有 Visual Studio 的同学使用此工具链。

  • gnu：使用 GNU 工具链，需要安装 MinGW，会随工具链一起自动安装。

    此工具链总体占用约 1GB。推荐未安装 Visual Studio 的同学使用此工具链。

    你需要在安装时候进行选择，输入 stable-x86_64-pc-windows-gnu

    在安装后，也需要切换工具链，可以通过如下指令来实现：

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    rustup set default-host x86_64-pc-windows-gnu

其余安装选择保持默认即可。

对于实验来说，编译产物均为 ELF 文件，且不涉及 Windows 相关 SDK。因此二者均可完美达成实验要求，具体安装情况可根据自身情况选择。

winget 配置

你可能会在使用 winget 时遇到一些网络访问问题，可以通过换源进行解决。

请以管理员身份运行终端，然后执行如下命令替换 USTC 镜像：

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winget source remove winget
winget source add winget https://mirrors.ustc.edu.cn/winget-source

参考 Windows Package Manager 软件源 - USTC

本文需要的软件安装程序也可以从 TA 处获取，或者通过其他方式下载，文档编写时的部分安装程序下载链接如下：

QEMU: qemu-w64-setup-20231224.exe

Miniforge3: Miniforge3-23.11.0-0-Windows-x86_64.exe (github)

安装 QEMU

你可以通过 winget 来安装 QEMU：

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winget install SoftwareFreedomConservancy.QEMU

QEMU 的全部二进制将被安装在 C:\Program Files\qemu 下。

如果你通过其他方式安装了 QEMU，你需要将 QEMU 的安装路径添加到 PATH 环境变量中。

ysos.py 将会自动查找此路径，如果你的 QEMU 安装在其他路径下，请将对应路径添加到 PATH 环境变量中

安装 Python

如果你已经安装了 Python 3，并且在 Shell 中可以通过 python 命令来调用，可以跳过此步骤

Python 的安装多种多样，同时由于包管理的混乱，也有很多虚拟环境管理器。

推荐通过 winget 来安装 Python 和 mamba，mamba 是一个基于 conda 的包管理器，比原生的 conda 解析速度更快、效果更好。

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winget install CondaForge.Miniforge3

安装后，打开开始菜单中的 Miniforge Prompt，输入如下命令来初始化 PowerShell：

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conda init powershell

然后，关闭当前 PowerShell 窗口，重新打开一个新的 PowerShell 窗口，检查是否安装成功：

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mamba --version

不要在 base 环境下安装额外的包

为了保证基础环境的整洁、稳定，我们不推荐在 base 环境下安装额外的包。

可以选择一个你喜欢的路径（可以是其他驱动器），创建一个新的环境，然后在新的环境中安装额外的包。这也是推荐的做法。

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mamba create -p "E:\Environment\miniforge\envs\main" python=3.11

这里的 E:\Environment\miniforge\main 只是一个示例，你可以根据自己的喜好来选择路径。

在成功安装新的环境之后，你需要修改用户目录下的 .condarc 文件，将 envs_dirs 的值修改为你新建的环境的路径。

下列是一个示例：

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changeps1: false
envs_dirs:
  - E:\Environment\miniforge\envs
  - C:\Users\<USER>\miniforge3\envs
pkgs_dirs:
  - E:\Environment\miniforge\pkgs
  - C:\Users\<USER>\miniforge3\envs\pkgs
solver: libmamba
channel_priority: flexible

之后，如果你使用的是 PowerShell，则可以选择配置 $PROFILE 来自动激活环境：

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notepad $PROFILE

在打开的文件中，添加如下内容：

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conda activate main

在安装好 Python 之后，你可以尝试运行 ysos.py，或者用 Python 做其他的事情。

验证工作

在配置好环境之后，你应当能够通过 python ysos.py -h 来查看帮助信息，并完成实验所需的全部任务。

有关 GDB 和 VSCode 的安装配置、使用方式请自行搜索学习。