【程式】Visual C++的命令列工具

筆者的程式教學常用VC的命令列工具來編譯程式，寫一篇用法介紹。
筆者寫只有一個檔案的小程式時還是用命令列來build，寫小程式就要開IDE未免太費工，寫規模大一點的程式才用IDE。

不論Visual Studio、Code::Blocks或Eclipse，IDE實際上也是用這些命令列工具在build程式，IDE會把哪個原始碼檔案有更新、選項、還有依存的header與library整理好，產生命令列，然後執行命令列工具。

VC可以用免費的Express或Community版，先下載並安裝好再照本篇寫的操作。
寫這篇時去看了一下Visual Studio官網……，這裡可以下載最新版，但想下載舊版不是很容易。
https://visualstudio.microsoft.com/zh-hant/vs/community/

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VC的命令列編譯器是cl.exe，但是直接打cl.exe會找不到這個檔案，即使找到檔案位置，用完整路徑執行它也會跳「找不到header或library」之類的錯誤，要動一些手續。

首先在Visual Studio的資料夾找到vcvars64.bat這個檔案。
如筆者的電腦上Visual Studio 2013的在這裡
其他版本的話把12.0換成不同的數字。
amd64代表產生的exe檔是x86_64架構，在bin資料夾翻一下可以看到其他架構的，如果想build x86 32bit的程式要用這個。

把vcvars64.bat複製到一個比較好找的地方，例如直接放在D:\下面。
在檔案總管「不要選取任何檔案或資料夾」，按「Shift+滑鼠右鍵」，Windows 7會出現「在此處開啟命令視窗」，Windows 8以後會出現「在這裡開啟 PowerShell 視窗」，如下圖。


選這一項。Windows 8以後由於開啟的是PowerShell，要打cmd、按Enter切換成傳統命令列。Windows 7不用做這一步。
打命令列執行剛剛的vcvars64.bat，看起來什麼都沒發生，實際上會設定必要的環境變數。
執行cl，如果出現「Microsoft (R) ...」的訊息就成功了，現在在任何資料夾下都可以執行VC的工具。
在Windows 10上操作的樣子：


用滑鼠直接點vcvars64.bat執行是無效的。而且vcvars64.bat只在這個命令列視窗有效，每次開新的命令列視窗都要重新執行一次vcvars64.bat。

附帶一提，Visual Studio產品名稱、內部版本號、還有VC版本號這三個是不一樣的

_MSC_VER是Visual C自動產生的macro，如果要根據VC版本做不同處理，或是檢查目前編譯器是不是VC要用到它。
詳細說明看微軟官方的文件
Predefined macros

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介紹筆者常用的工具：
cl.exe

主要的編譯器，基本用法：

cl 程式碼檔名 /Fe輸出檔名 優化選項 /MD /link 要連結的函式庫

/MD：連結C/C++標準函式庫時(如printf、malloc這些C語言教學書會介紹的函式)，連結至DLL，不要靜態連結。建議寫任何程式都加上/MD，因為靜態連結會發生很多鳥事。
/link：之後的參數會原封不動傳給linker，一般是填要連結的函式庫，有需要也可以填其他參數。
/link之前的參數順序可互換。

例如「如何建一個視窗—Windows API篇」，程式碼是window.c，想要的輸出檔名是window.exe，要連結user32.lib，就這樣打

cl window.c /Fewindow.exe /O2 /MD /link user32.lib

除了exe以外還會同時產生window.obj，在這裡沒用處，可以刪除，但好像沒有方法叫它不產生。

C/C++編譯過程是「preprocessor做字串代換 → 產生組合語言 → 產生目的檔(obj) → linker產生可執行檔」，在「C/C++的static保留字」有寫到把途中的組合語言輸出的方法，如下，研究效能優化有時候需要看組合語言。

cl /c function_static.c /Fafunction_static.asm /O2 /MD

/c：只做到編譯成obj這一步，不要產生exe檔。因此不需要/link的參數。
/Fa：指定組合語言檔名。

這是官方的命令列參數說明，想看其他VC版本可按左邊的Version切換。
Compiler options listed by category
Linker options

nmake.exe

一個很古老的工具：make的VC版。如果覺得每次都重新打命令列很麻煩，可以把命令列存在一個檔案裡，以後用nmake自動執行。
開一個純文字檔寫以下內容，其中cl前面的空白是Tab字元(巴哈姆特不能顯示Tab字元，所以不要複製貼上，請自己按Tab鍵輸入)，檔名存成makefile (不加附檔名)，放在跟window.c同一資料夾。

window.exe: window.c     cl window.c /Fewindow.exe /O2 /MD /link user32.lib

然後在命令列打nmake就會執行這一行指令。它會檢查程式碼有沒有變更過，方法是比較window.c和window.exe的修改時間，如果window.exe比較新就不重新編譯。

如果資料夾裡有很多.c或.cpp檔，一個一個打指令有點費事，有個方法自動化：把makefile寫成這樣

.c.exe :     cl $< /Foa.obj /Fe$(@) /O2 /MD /link user32.lib .cpp.exe :     cl $< /Foa.obj /Fe$(@) /O2 /MD /link user32.lib

打「nmake exe檔名稱」就會把同名的.c或.cpp檔編譯成exe檔。
/Foa.obj是把產生的obj檔命名為a.obj，這樣obj檔只會有一個，沒有這個的話每個exe都會產生一個同名的obj檔，多出一堆無用的檔案。
這個語法是VC特有，GCC的make要用另一種寫法。

也可以像一般程式語言一樣用變數和判斷式，更詳細的用法請自己查makefile的語法，網路上GCC版的也可以參考，有些語法可以用在VC。
官方的nmake說明
自動化的用法是參考這兩篇
Predefined Rules
Filename Macros

dumpbin.exe

看obj、lib、exe或dll的資訊，「C/C++的static保留字」有用它看obj檔含有的符號。

dumpbin /symbols static_global2.obj

也可以看DLL有哪些exported function，下面是隨便找一個Windows內建DLL來看。

dumpbin /exports c:\windows\System32\user32.dll

執行vcvars64.bat也會把Windows SDK的工具加入PATH環境變數，變成各處都可以執行，例如VS2013的放在這裡
以下兩個是筆者比較常用的。
rc.exe

名稱是resource compiler的縮寫，跟Windows exe檔的特殊功能：資源(resource)有關。可以把icon、圖像、對話框配置、或任意資料嵌入exe或dll檔，之後可用LoadImage之類的函式讀取。
目前寫的文章還沒有用到資源的功能，以後寫到相關教學時再補上。

fxc.exe

寫Direct3D程式時用來編譯shader。一樣等寫到Direct3D教學時再補上。