Windows Linux Subsystem

说明

WSL是一个兼容层，类似反过来的Wine，但更底层

• Linux、Windows程序不兼容，是因为二者内核提供的接口不同

  • 如ls/dir命令
    • 在Linux下调用getdents内核调用
    • 在Windows下调用NtQueryDirectoryFile内核调用

• WSL提供Linux内核接口，并转换为NT内核接口

  • 在WSL中执行ls仍然调用getdents
  • WSL收到请求，将系统调用转换为NT内核接口 NTQueryDirectoryFile
  • NT内核收到WSL请求，返回执行结果
  • WSL将结果包装后返回

• 毕相较于真正Linux系统仍然有不足

  • Docker等涉及未实现的内核特性软件如法使用
  • Raw socket相关相关操作容易出错
  • I/O性能相对孱弱

Cygwin对比

• Cygwin提供了完整的POSIX系统调用API（以运行库 Cygwin*.dll形式提供，但是仍然工作在User Mode

  • Cygwin将POSIX系统调用转换为Win32 API（因为其架设在 Win32子系统上），很多内核操作（如：fork）受限于 Win32实现

  • Linux应用程序必须链接到Cynwin*.dll，需要修改源码 重新编译后才能执行，这样应用程序才不会直接请求内核， 而是调用Cygwin运行库，且编译出的可执行文件为 Win32 PE格式封装，只能在Windows下执行

• WSL中Linux应用程序进程被包裹在Pico Process中，其发出的 所有系统调用会被直接送往Kernel Mode中的 lxcore.sys、lxss.sys

  • WSL将POSIX系统调用转换为更底层的NP API调用（WSL和 Win32平行，直接架设在NT内核上）

  • 可以直接执行ELF格式封装的Linux可执行程序

启用

• 控制面板 ->
• 程序和功能 ->
• 启用或关闭windows功能 ->
• 适用于Linux的Windows子系统

其他

• 子系统可以替换为其他非官方支持发行版，如 archlinux)

• WSL可以可以通过X Server执行GUI应用程序 https://news.ycombinator.com/item?id=13603451

• WSl官博

  • https://blogs.msdn.microsoft.com/wsl/
  • https://blogs.msdn.microsoft.com/commandline/tag/wsl/

使用

进入WSL

除在图形界面中点击图标，以默认参数启动，还可以在terminal （cmd/powershell等）自定义进入WSL参数

• wsl.exe：打开默认发行版中默认shell
• distroname.exe：打开指定发行版中默认shell
• bash.exe：打开默认发行版中bash shell

• 这些应用程序默认在path中，可以直接执行

版本管理

• wslconfig.exe可以用于管理多个子系统的发行版

WSL、Windows互操作

文件

• Windows所有盘符挂载在WSL中/mnt目录下

• WSL中所有数据存放在%HOME%/AppData/Local/Packages/{linux发行包名}/LocalState/rootfs中

  • 不要在Windows下直接修改，造成权限错误

命令

• 在cmd中直接调用WSL命令

  PS> wsl [-e] ls -al
  	// wsl带参数执行

• 在WSL中调用Windows命令行程序（在$PATH中）

  $ which ipconfig.exe
  $ ipconfig.exe

• 在WSL中启动Windows应用（在$PATH中）

  $ notepad.exe

• 通过pipes通信

  $ cat foo.txt | clip.exe
  PS> ipconfig | wsl grep IPv4

端口、环境变量

• WSL与Windows共享端口（NT内核？）
• WSL继承Windows的部分环境变量，如：PATH

Terminal推荐

• wsl-terminal： 专为WSL开发的终端模拟器，基于mintty、wslbridge，稳定 易用

• ConEmu：老牌终端模拟器， 功能强大

• Hyper：基于Electron的跨平台 终端模拟器

WSL-Terminal

• WSL-Terminal中包含一些快捷工具

  • tools目录中包含一些脚本，可以通过wscripts.exe 执行修改注册列表，添加一些功能
    • 添加WSL中vim、emacs等打开到右键菜单
    • 添加在WSL中打开文件夹到右键菜单
  • run-wsl-file.exe可以用于在快捷执行wsl脚本，只需要 将其选择为文件打开方式
  • vim.exe可以用WSL中vim打开任何文件，当然一般是配合 tools/中脚本在右键注册后使用

• 配置

  • 配置文件etc/wsl-terminal.conf
  • 主题文件etc/themes/
  • mintty配置文件etc/mintty

• https://zhuanlan.zhihu.com/p/22033219
• 因为wslbridge的原因，WSL-Terminal必须在NTFS文件系统中 使用
• mintty本身依赖cmd，包括字体等在内配置受限于cmd https://www.zhihu.com/question/36344262/answer/67191917、 https://www.zhihu.com/question/38752831

其他问题

文件权限问题

• 在WSL中，windows实现了两种文件系统用于支持不同使用场景

VolFs

VolFs：着力于在windows文件系统上提供完整的linux文件系统特性 ，通过各种手段实现了对Inodes、Directory Entries、 File Objects、File Descriptors、Special File Types 的支持

• 为支持Inodes，VolFS会把文件权限等信息保存在 NTFS Extended Attributes中

  • 在Windows中新建的文件缺少此扩展参数，有些编辑器也会 在保存文件是去掉这些附加参数
  • 所以不要在Windows中修改WSL文件，否则VolFs无法正确 获得文件metadata

• WSL中/就是VolFs文件系统

• https://blogs.msdn.microsoft.com/wsl/2016/06/15/wsl-file-system-support/
• https://blogs.msdn.microsoft.com/commandline/2018/01/12/chmod-chown-wsl-improvements/

DrvFs

DrvFs：着力提供于Windows系统的互操作性，从Windows的文件权限 （即文件->属性->安全选项卡中的权限）推断出文件对应Linux权限

• 所有windows盘符挂在在WSL中/mnt是都使用DrvFs文件系统

• 由于DrvFs文件权限继承机制很微妙，结果就是所有文件权限 都是0777

  • 所以ls结果都是绿色的
  • 早期DrvFs不支持metadata，在Build 17063之后支持 文件写入metadata，但是需要重新挂载磁盘

• 可以通过设置DrvFs metadata设置默认文件权限

  $ sudo umount /mnt/e
  $ sudo mount -t drvfs E: /mnt/e -o metadata
  	// 此时虽然支持文件权限修改，但默认权限仍然是*0777*
  $ sudo mount -t drvfs E: /mnt/e -o metadata,uid=1000,gid=1000,umask=22,fmask=111
  	// 此时磁盘中默认文件权限为*0644*

• 更合适的方式是通过/etc/wsl.conf配置DrvFs自动挂载属性

AutoMatically Configuring WSL

 # `/etc/wsl.conf`
[automount]
 # 是否自动挂载
enabled = true
 # 是否处理`/etc/fstab`文件
mountFsTab = true
 # 挂载路径
root = /mnt/
 # DrvFs挂载选项，若需要针对不同drive配置，建议使用`/etc/fstab`
options = "metadata,umask=023,dmask=022,fmask=001"
[network]
generateHosts = true
generateResolvConf = true
[interop]
 # 是否允许WSL载入windows进程
enabled = true
appendWindowsPath = true

• 如果需要给不同盘符设置不同挂载参数，需要再修改 /etc/fstab

  E: /mnt/e drvfs rw,relatime,uid=1000,gid=1000,metadata,umask=22,fmask=111 0 0

• Automatically Configuring WSL
• • https://blogs.msdn.microsoft.com/commandline/2018/02/07/automatically-configuring-wsl/
• • https://devblogs.microsoft.com/commandline/automatically-configuring-wsl/