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WSL初探

士沌 8 小时前
1 简介

WSL（ Windows Subsystem for Linux ）是微软开发的兼容层，允许在 Windows 10 及更高版本上运行原生Linux二进制文件（如 Ubuntu 、 Debian 等发行版），无需传统虚拟机或双系统。
核心功能
‌原生兼容‌：直接运行Linux命令行工具（如Bash），无需修改或额外安装X服务器。 ‌
‌性能优化‌：WSL 2 支持窗口化运行Linux桌面应用，并优化内存管理。 ‌
‌开发便捷‌：适用于Linux的Windows子系统可简化跨平台开发环境配置。
‌1.1 ‌WSL1与WSL2

‌WSL1与WSL2的核心区别如下‌：
‌内核与系统调用支持‌
‌WSL1‌：基于动态翻译层，将Linux系统调用转换为Windows NT调用，没有真正的Linux内核。因此不支持需要完整系统调用兼容性的应用（如Docker），且部分系统功能（如systemd）不可用。‌
‌WSL2‌：运行在Hyper-V虚拟机中，包含完整的Linux内核（如Ubuntu内核），支持完整的系统调用兼容性（如systemd、Docker等），性能更接近原生Linux环境。‌
‌性能表现‌
‌文件系统集成‌：WSL2在跨操作系统文件操作时性能显著提升，而WSL1可能存在延迟和性能瓶颈（例如读写NTFS文件系统的额外开销）。‌
‌资源占用‌：两者启动时间和资源占用相近（WSL2因虚拟化技术可能略高），但WSL2在处理大规模文件操作时更优。‌
‌适用场景‌
‌WSL1‌：适合仅需轻量级命令行工具或无需完整Linux内核功能的场景（如脚本开发）。‌
‌WSL2‌：推荐用于容器化应用（如Docker）、图形界面应用或需要完整Linux生态支持的复杂开发环境。‌
‌注意事项‌：WSL2仅支持Windows 10版本1903版本18362或更高版本中可用（通过选择 Windows 徽标键 + R 来检查 Windows 版本，键入 winver，选择“确定”），WSL1支持范围更广但功能受限。‌对于低于 14393 的版本，WSL 根本不支持。下表列出了两种版本的主要特性对比。
1.png

在Windows 10上如果默认版本是WSL1，可以手动下载更新包对其升级，如下图所示：
2.png

 升级完成后可通过“wsl --set-default-version 2”命令，将wsl2设置为默认版本，更详细内容请查阅Windows学习文档。
1.2 常见命令

wsl --help：显示帮助信息。
wsl --list：列出当前安装的虚拟机，如果在命令后面增加--verbose选项，还可以显示安装虚拟机wsl版本信息。
wsl --list --online：列出可用的Linux分发版。
3.png

wsl --install：安装WSL和Linux的默认Ubuntu分发版，还可以使用此命令通过运行wsl --install 来安装其他 Linux 分发版（如果在 Windows 10 或更早版本上运行 WSL，则可能需要将-d标志包含在命令中--install以指定分发版： wsl --install -d ）。
wsl --set-version：后面跟参数 ，表示设置相应Linux 发行版安装的WSL版本。
wsl --set-default：后面跟参数来设置默认版本。
wsl --update：更新wsl。
wsl --status：检查wsl状态。
wsl --export：后面跟参数 将指定分发的快照导出为新的分发文件， 默认为tar格式。 
wsl --import：后面跟参数  将指定的tar文件导入为新的分发版。
wsl --unregister：后面跟参数注销或卸载Linux分发版。
wsl --mount：后面跟参数装载磁盘或设备。
wsl --unmount：后面跟参数卸载磁盘。
wsl hostname -I：返回通过 WSL 2 安装的 Linux 分发版的 IP 地址（WSL 2 VM 地址）。
ip route show | grep -i default | awk '{ print $3}'：返回从WSL 2（WSL 2 VM）中看到的Windows计算机的IP地址（该命令在虚拟机中运行）。
2 安装Linux发行版本

2.1 启用Hyper-V及相关项

打开【控制面板】→【程序】→【启用或关闭 Windows 功能】。
勾选Hyper-V、虚拟机平台、适用于 Linux 的 Windows 子系统。
点击确定后，重启计算机。
 
4.png

Hyper-V 预安装在 Windows 11专业版、企业版和教育版中，只需启用即可。但是，在其他版本（如 Windows 11 家庭版）中，缺少启用 Hyper-V 的选项，下面介绍一种方法可以在 Windows 11 家庭版上安装和启用 Hyper-V。
复制以下代码存为hyper-v.bat：
  1. pushd "%~dp0"
  2. dir /b %SystemRoot%\servicing\Packages\*Hyper-V*.mum >hyper-v.txt
  3. for /f %%i in ('findstr /i . hyper-v.txt 2^>nul') do dism /online /norestart /add-package:"%SystemRoot%\servicing\Packages\%%i"
  4. del hyper-v.txt
  5. Dism /online /enable-feature /featurename:Microsoft-Hyper-V-All /LimitAccess /ALL
复制代码
右键该文件以管理员运行该程序，并且按照提示输入Y，重启电脑，这个时候，就会发现有了Hyper-V。
2.2 安装Linux发行版

2.2.1 命令行安装

运行“wsl --install”即可安装默认版本，如下图所示：
5.png

没用使用最新的版本，又使用“wsl --install Ubuntu-22.04”命令安装早期版本Ubuntu22。
2.2.2 离线安装

1 前往https://aka.ms/wslubuntu2204，下载Ubuntu2204-221101.AppxBundle，将下载的文件保存到本地路径，如C:\wsl。
2 以管理员权限打开PowerShell，cd到C:\wsl目录，直接运行“Add-AppxPackage .\Ubuntu2204-221101.AppxBundle”进行安装。
2.2.3 安装路径

Ubuntu 默认安装的位置是：C:\Users\\AppData\Local\Packages\CanonicalGroupLimited.UbuntuonXXX_\
6.png

LocalState\ext4.vhdx是Ubuntu根文件系统的虚拟磁盘。
LocalState\目录下还包含元数据等配置。
你无法从Windows 文件系统中直接编辑Ubuntu的Linux 路径（如 /home/），但是可以通过在资源管理器打开\\wsl$路径来访问Linux文件系统：
7.png

2.2.4 更改安装位置

默认的wsl --install命令不会让你选择目录，需要使用导出+导入的方法来自定义安装路径。
首先，使用如下命令导出安装实例镜像
  1. wsl --export Ubuntu D:\WSL\ubuntu_backup.tar
复制代码
其次，注销原来的 Ubuntu（可选，如果你想完全搬家并删除原始安装，会永久删除原来的实例，包括你安装的软件、数据等，导出后请确保备份）。
  1. wsl --unregister Ubuntu
复制代码
之后，导入到新目录（你指定的位置）
  1. wsl --import Ubuntu_Custom D:\WSL\UbuntuCustom D:\WSL\ubuntu_backup.tar --version 2
复制代码
最后，你可以用如下方式运行你的自定义实例：
  1. wsl -d Ubuntu_Custom
复制代码
也可以设置默认 WSL：
  1. wsl --set-default Ubuntu_Custom
复制代码
3 使用windows上的cuda

windows上版本cuda驱动要安装好，在当前笔记本中显卡为NVIDIA GeForce RTX 4060 Laptop GPU，其他详细信息如下所示：
8.png

 需在在wsl下Ubuntu中安装相版本的cuda-tookit，安装步骤如下：
  1. wget https://developer.download.nvidia.com/compute/cuda/repos/wsl-ubuntu/x86_64/cuda-wsl-ubuntu.pin
  2. sudo mv cuda-wsl-ubuntu.pin /etc/apt/preferences.d/cuda-repository-pin-600
  3. wget https://developer.download.nvidia.com/compute/cuda/12.8.0/local_installers/cuda-repo-wsl-ubuntu-12-8-local_12.8.0-1_amd64.deb
  4. sudo dpkg -i cuda-repo-wsl-ubuntu-12-8-local_12.8.0-1_amd64.deb
  5. sudo cp /var/cuda-repo-wsl-ubuntu-12-8-local/cuda-*-keyring.gpg /usr/share/keyrings/
  6. sudo apt-get update
  7. sudo apt-get -y install cuda-toolkit-12-8
复制代码
需要说明的是由于Nvidia可能会调整具体包的子版本号，导致以上部分链接可能失效，这时要在https://developer.nvidia.com/cuda-toolkit-archive页面自行选择适合自己的版本：
9.png

再打开相应的链接，并一步步根据自己的实际情况，产生相应的安装脚本：
10.png

根据脚本内容，在wsl Ubuntu下完成安装，之后再在~/.bashrc最后添加加环境变量配置：
  1. export CUDA_HOME="/usr/local/cuda-12.8"
  2. export PATH="/usr/local/cuda-12.8/bin:$PATH"
复制代码
通过source命令使环境变量生效，然后即可查看nvcc版本信息。
11.png

进行完这一步后，网上有些文章说就可以直接nvidia-smi查看windows下的显卡信息了，其实根本不行，最起码nvidia-smi这个文件根本找不到。强大的chatgpt给出原因：
12.png

并且它还给出解决方案，执行以下命令（在 Ubuntu 中）：
步骤 1：添加 NVIDIA WSL 包源
  1. distribution=$(. /etc/os-release;echo $ID$VERSION_ID)  # 会得到 ubuntu22.04
  2. curl -s -L https://nvidia.github.io/libnvidia-container/gpgkey | sudo gpg --dearmor -o /usr/share/keyrings/nvidia-container-toolkit.gpg
  3. curl -s -L https://nvidia.github.io/libnvidia-container/$distribution/libnvidia-container.list | sed 's#deb #deb [signed-by=/usr/share/keyrings/nvidia-container-toolkit.gpg] #' | sudo tee /etc/apt/sources.list.d/nvidia-container-toolkit.list > /dev/null
复制代码
步骤 2：更新并安装驱动组件
  1. sudo apt update
  2. sudo apt install -y nvidia-driver-535 nvidia-utils-535 libnvidia-container-tools libnvidia-container1
复制代码
上面版本号（如 535）要与你 Windows 中的驱动版本一致或兼容（你当前是 572，可以试安装 nvidia-utils-525 或 535）。
以上步骤执行完以后，才可以在wsl Ubuntu下正常使用nvidia-smi命令，显示信息和windows下一致：
13.png

 
参考：
https://learn.microsoft.com/zh-cn/windows/wsl/basic-commands

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士沌
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