WSL入门到入土

实用工具

1 wsl是什么?

wsl的官方文档点这里: https://learn.microsoft.com/zh-cn/windows/wsl/
官方称之为适用于 Linux 的 Windows 子系统文档, 我们把他当成一个和windows为什么我们要使用wsl呢？对于我个人而言，wsl相比VMWarwe存在如下几个优势：

  1. 文件与环境共享
    WSL 与 Windows 系统紧密集成，允许用户在 Windows 和 Linux 系统之间无缝地运行命令和程序，共享文件系统，甚至可以在 Windows 中运行 Linux 应用。例如, 你可以在wsl中使用explorer.exe .使用资源管理器打开虚拟机中的文件夹。你可以使用mnt/路径访问宿主机文件系统等待。
  2. VSCode完美兼容
    VSCode的插件完美兼容wsl， 你可以在wsl的终端输入code .直接唤起VSCode, 此外Docker Desktop也使用wsl2作为后端
  3. 支持CUDA
    NVIDIA官方提供了wsl的cuda程序包, 这意味着可以在wsl中运行各种主流的深度学习框架, 如Pytorch和TensorFlow
  4. 轻量
    相比VMWarwe, wsl消耗的系统资源更少, 甚至可以开着wsl打FIFA

2 安装

2.1 前置要求

2.1.1 启用Windows功能

系统搜索启用或关闭Windows功能，如下图开启功能
en../imagesble_win_func

2.1.2 BIOS开启CPU虚拟化功能

不同的主板厂商BIOS界面设置不同，大体上的位置可参考下图
enable-virtualization

2.2 下载Linux 内核更新包(可选)

如果后续操作失败了, 需要下载Linux 内核更新包: https://learn.microsoft.com/zh-cn/windows/wsl/install-manual#step-4---download-the-linux-kernel-update-package

2.3 安装指令

参考 https://learn.microsoft.com/zh-cn/windows/wsl/install 即可, 简单说就是

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wsl --install
wsl --install

安装 WSL 默认版本和默认 Linux 发行版。
wsl --list [--online]
# 列出已安装的 Linux 发行版，使用 --online 参数可显示可供安装的发行版列表。

wsl --set-default <DistributionName>
# 设置默认的 Linux 发行版。

其中, --参数都可以用-加首字母代替。
另外， win10环境下强推Windows 终端

3 基本命令

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wsl
# 启动默认的 Linux 发行版的默认 shell。

wsl <command>
# 在默认的 Linux 发行版中运行指定的命令。

wsl -d <DistributionName>
# 启动指定的 Linux 发行版。
# 实际上, 使用`Windows 终端`直接拉选项卡是最常用的方法

wsl -u <UserName>
# 以指定的用户身份启动 WSL。

wsl --set-version <DistributionName> <VersionNumber>
# 设置指定发行版的 WSL 版本（如 wsl --set-version Ubuntu 2 切换到 WSL 2）。

wsl --shutdown
# 立即终止所有运行的 WSL Linux 发行版并关闭虚拟机。

wsl --unregister <DistributionName>
# 注销并删除指定的 Linux 发行版, 同时会删除磁盘文件。

wsl --update
# 更新 WSL 的 Linux 内核。

wsl --status
# 显示 WSL 的状态以及默认的 WSL 版本和发行版。

wsl --help
# 显示所有可用的 WSL 命令和用法选项。

4 配置文件

配置文件分为2中, 名为.wslconfig的全局配置文件和针对每个方向版的配置文件wsl.conf

4.1 .wslconfig

.wslconfig 用于在 WSL 2 上运行的所有已安装发行版中配置全局设置, 其路径在windows系统的用户目录下, 下面是我的全局配置.wslconfig:

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# windows用户目录下
[experimental]
autoMemoryReclaim=gradual # 设置为 gradual 以慢速释放，设置为 dropcache 以立即释放缓存的内存
sparseVhd=true
networkingMode=mirrored
dnsTunneling=true
firewall=true
autoProxy=true

4.2 wsl.conf

wsl.conf 文件会针对每个发行版配置设置, 路径在每个发行版的\etc\目录下, 例如我的wsl.conf如下:

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# "\\wsl.localhost\Ubuntu\etc\wsl.conf"
[boot]
systemd=true # 允许 systemd 命令

官方也提供了更详细的一个配置文件案例:

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# Automatically mount Windows drive when the distribution is launched
[automount]

# Set to true will automount fixed drives (C:/ or D:/) with DrvFs under the root directory set above. Set to false means drives won't be mounted automatically, but need to be mounted manually or with fstab.
enabled = true

# Sets the directory where fixed drives will be automatically mounted. This example changes the mount location, so your C-drive would be /c, rather than the default /mnt/c. 
root = /

# DrvFs-specific options can be specified.  
options = "metadata,uid=1003,gid=1003,umask=077,fmask=11,case=off"

# Sets the `/etc/fstab` file to be processed when a WSL distribution is launched.
mountFsTab = true

# Network host settings that enable the DNS server used by WSL 2. This example changes the hostname, sets generateHosts to false, preventing WSL from the default behavior of auto-generating /etc/hosts, and sets generateResolvConf to false, preventing WSL from auto-generating /etc/resolv.conf, so that you can create your own (ie. nameserver 1.1.1.1).
[network]
hostname = DemoHost
generateHosts = false
generateResolvConf = false

# Set whether WSL supports interop processes like launching Windows apps and adding path variables. Setting these to false will block the launch of Windows processes and block adding $PATH environment variables.
[interop]
enabled = false
appendWindowsPath = false

# Set the user when launching a distribution with WSL.
[user]
default = DemoUser

# Set a command to run when a new WSL instance launches. This example starts the Docker container service.
[boot]
command = service docker start

5 网络配置

5.1 代理设置

设置代理只需要导出环境变量即可, 以Clash代理的7890端口为例:

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export http_proxy=http://127.0.0.1:7890
export https_proxy=http://127.0.0.1:7890

类似的, 可以使用如下命令配置git代理:

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git config --global http.proxy ${PROXY_HTTP}
git config --global https.proxy ${PROXY_HTTP}

如同Linux物理机一样, 在.bashrc中配置环境变量即可永久生效

5.2 固定IP

默认情况下, WSL实例的 IP 地址不是固定的。每次 WSL 实例启动时，它通常会从 Windows 主机的一个虚拟网络适配器获得一个新的 IP 地址。这个虚拟网络适配器充当 DHCP 服务器，为 WSL 实例分配 IP 地址。
最常用的方案是与宿主机共享IP, 这可以通过配置wslconfig文件做到:
在用户目录下的.wslconfig文件中添加如下内容:

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[experimental]
networkingMode=mirrored
dnsTunneling=true
firewall=true
autoProxy=true

此后启动wsl, 其与 Windows 主机的网络互通而且 IP 地址相同了

另外还有别的方式固定IP

  1. 使用桥接模式, 参考这篇文章: https://blog.csdn.net/keyiis_sh/article/details/113819244
  2. 配置虚拟网络, 参考这篇文章: http://www.manongjc.com/detail/28-qmgskvmcxbjzfaj.html

5.3 端口映射

端口映射命令如下:
建立映射

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netsh interface portproxy add v4tov4 listenport=80 listenaddress=0.0.0.0 connectport=80 connectaddress=172.29.41.233

其中172.29.41.233是wsl中的ip地址, 第一个80表示宿主机端口,第二个80表示wsl端口

查看已有的映射

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netsh interface portproxy show all

移除映射:

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netsh interface portproxy delete v4tov4 listenport=80 listenaddress=0.0.0.0

6 磁盘管理

6.1 安装或迁移wsl到其他磁盘

wsl默认安装在C盘, …
WSL会在宿主机上创建一个虚拟硬盘文件（通常是一个名为 ext4.vhdx 的文件），用于存储 Linux 发行版的文件系统, 而这个文件貌似是以追加写入的方式运行的, 因此容量会越来越大。因此将其安装在非系统盘是十分必要的。
最简单的方式是手动迁移vhdx文件，注销Linux发行版， 再重新导入。此操作对于老旧版本的wsl是不适用的！

  • 方法1 直接迁移ext4.vhdx文件
    例如， 我的wsl文件位于"C:\Ubuntu-20.04\ext4.vhdx"下, 先进行如下操作
  1. 复制ext4.vhdx文件到指定路径
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    cp "C:\Ubuntu-20.04\ext4.vhdx" <targetPath>
  2. 注销对应的发行版
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    wsl --unregister Ubuntu-20.04
  3. 重新导入
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    wsl --import-in-place Ubuntu-20.04 <targetPath>

这时wsl发行版已经被迁移到其他磁盘了, 这种方法的优势是原位导入, 也就是<targetPath>就是wsl真正的磁盘文件了, 不过确定是只能用于ext4 文件系统类型格式。

  • 方法2 导出镜像
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    wsl --export <Distribution Name> <FileName>
    # 导出:

    wsl --import <Distribution Name> <InstallLocation> <FileName>
    # 导入
    通过--import可以看出, 这种方法是将安装到了<InstallLocation>, 可以看作多复制了一份, 因此如果我们的wsl无比庞大时, 这样的操作是很费时间的

6.2 清理vhdx磁盘空间

如前文所述, WSL 不会自动收缩vhdx文件的大小, 我们需要手动压缩:
使用管理员打开powershell:

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# 关闭WSL
wsl --shutdown
 
# 打开Diskpart窗口
diskpart
 

select vdisk file="path to ext4.vhdx"
 
attach vdisk readonly
compact vdisk
detach vdisk
 
# 退出
exit

6.3 设置磁盘稀疏以自动回收

在.wslconfig中如下配置:

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[experimental]
autoMemoryReclaim=gradual # 设置为 gradual 以慢速释放，设置为 dropcache 以立即释放缓存的内存
sparseVhd=true # 新建的vhdx磁盘也是稀疏的

7 安装CUDA

此过程较为繁琐, 且方案迭代过快, 因此给出官方文档: https://docs.nvidia.com/cuda/wsl-user-guide/index.html
以下的过程仅供参考:

  1. 确保Windows中安装了NVIDIA的显卡驱动(不需要安装cuda)

  2. 在官网下载适用于wsl的cuda toolkit,
    网址: https://developer.nvidia.com/cuda-downloads?target_os=Linux&target_arch=x86_64&Distribution=WSL-Ubuntu&target_version=2.0&target_type=deb_local

    如下选择:

    wsl-cuda

  3. 安装官网指令进行安装

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    wget https://developer.download.nvidia.com/compute/cuda/repos/wsl-ubuntu/x86_64/cuda-wsl-ubuntu.pin
    sudo mv cuda-wsl-ubuntu.pin /etc/apt/preferences.d/cuda-repository-pin-600
    wget https://developer.download.nvidia.com/compute/cuda/12.3.1/local_installers/cuda-repo-wsl-ubuntu-12-3-local_12.3.1-1_amd64.deb
    sudo dpkg -i cuda-repo-wsl-ubuntu-12-3-local_12.3.1-1_amd64.deb
    sudo cp /var/cuda-repo-wsl-ubuntu-12-3-local/cuda-*-keyring.gpg /usr/share/keyrings/
    sudo apt-get update
    sudo apt-get -y install cuda-toolkit-12-3

8 第三方工具LxRunOffline

LxRunOffline是第三方的wsl管理工具,其能更方便我们管理wsl, 例如修改登录用户、安装非微软官方提供的Linux发行版等

Github仓库： https://github.com/DDoSolitary/LxRunOffline
下载地址： https://github.com/DDoSolitary/LxRunOffline/releases

安装建议下载编译好的二进制文件，较为简单就不演示了, 此处介绍其核心功能

  1. LxRunOffline最主要的作用就是安装非微软官方提供的Linux发行版:

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    LxRunOffline i -n archlinux -f {发行版镜像位置}  -d  <安装系统的位置> [-r 附加参数]

    具体的发行版安装看这里: https://github.com/DDoSolitary/LxRunOffline/wiki
    例如这篇文章介绍了如何使用LxRunOffline安装arch: https://zhuanlan.zhihu.com/p/417410431

  2. 修改默认登录用户

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    lxrunoffline su -n <发行版名字> -v <账户id>
    ```   
    其中`<账户id>`可以在`Linux`中通过`id`命令查询:
    ```bash
    id -u 用户名

参考

https://learn.microsoft.com/zh-cn/windows/wsl/
https://www.cnblogs.com/tuilk/p/16287472.html
https://zhuanlan.zhihu.com/p/659074950
https://blog.csdn.net/u014752296/article/details/128484185
https://zhuanlan.zhihu.com/p/417410431
https://blog.csdn.net/m0_37605642/article/details/127812965
https://zhuanlan.zhihu.com/p/165508059
http://www.manongjc.com/detail/28-qmgskvmcxbjzfaj.html
https://www.cnblogs.com/trendyshuai/p/17018012.html
https://blog.csdn.net/keyiis_sh/article/details/113819244
https://blog.csdn.net/qq_32666519/article/details/127378873