WSL (Windows 10)

本章主要介绍了在 Windows 系统下使用 Windows Subsystem for Linux 运行 Linux 环境的方法。

引言¹

众所周知，尽管现在大部分学校的竞赛练习环境都是构建在 XP 等 Windows 系操作系统上，但是在 NOI 系列赛中，早已用上了 NOI Linux 这个 Ubuntu 操作系统的修改版。

NOI 竞赛（自 2021 年 9 月 1 日）的环境要求如下。²

考场环境与一般环境会有一系列差异：

• 命令行上的操作和图形界面上的操作会有差异。
• Linux 和 Windows 的差异，如对于大小写的敏感性差异。
• 不同编译器的行为（MSVC 和 GCC）和不同版本的编译器（Windows 上和 Linux 上的 GCC，32 位和 64 位的 Linux GCC，GCC 7 和 GCC 8 等）的行为，如对变量初始化和对数组下标越界的处理会有差异。
• 不同评测系统（洛谷和 Arbiter）的超时检查和内存限制检查会有差异。

这有可能导致一系列的尴尬情况：

• 想用Ctrl+C复制，结果退出了程序。
• 平时 AC 的程序模板到了 Linux 上就 WA。

为了防止考场上出现此类尴尬情况，我们必须要提前熟悉 Linux 系统的操作方法。

虽然 NOI 的官网已经放出了 NOI Linux 的 ISO 镜像，虚拟机的配置较为麻烦。且由于 NOI Linux 默认自带图形界面，无法保证在低配系统上流畅运行。

Windows 10 在一周年更新时推出了 Linux 子系统（WSL），在 2020 年 5 月更新中升级到了 WSL 2。截至 2020 年 6 月 1 日，WSL 已支持安装 Ubuntu、openSUSE Leap、Kali、Debian 等主流 Linux 分发版。但 WSL 并不支持 NOI 评测用的 Arbiter。

启用 WSL³

自动安装

1. 以管理员身份打开 Windows PowerShell（右击 "开始" 按钮，选择 Windows PowerShell（管理员）或 Windows 终端（管理员）)

2. 输入 wsl --install，并等待所有组件自动安装完成。期间你可能需要重启你的计算机来启用必要的 Windows 功能。

3. 安装完成后，你可以在 "开始" 菜单或 Windows 终端的标签页中找到你安装的发行版。

4. 接下来，请转到下面“配置分发版”一节完成其他设置。

手动安装⁴

启用适用于 Linux 的 Windows 子系统

在安装适用于 WSL 的任何 Linux 分发版之前，必须在下述两种方法中选择一种，以确保启用“适用于 Linux 的 Windows 子系统”可选功能：

使用命令行：

1. 以管理员身份打开 PowerShell 并运行：

2. 出现提示时，重启计算机。

使用图形界面：

1. 打开“控制面板”

2. 访问“程序和功能”子菜单“打开或关闭 Windows 功能”

3. 选择 "适用于 Linux 的 Windows 子系统" 与 "虚拟机平台"

4. 点击确定

5. 重启

安装内核更新包

如果你想要使用 WSL 1, 请跳过此步骤。

下载 适用于 x64 计算机的 WSL2 Linux 内核更新包 并安装。

设置 WSL 默认版本

绝大部分情况下，建议使用 WSL 2。 WSL 1 与 WSL 2 的区别，请见 比较 WSL 2 和 WSL 1

安装 WSL 分发版

进入 Microsoft Store，搜索“Ubuntu”，然后选择“Ubuntu”，点击“安装”进行安装。也可打开 Ubuntu 的商店页面。

配置分发版⁵

本章以 Windows 自动安装的 Ubuntu 为例。

运行 Ubuntu

打开“开始”菜单找到 Ubuntu 并启动，或使用 wsl 命令从 Windows 命令行启动。

可以为 Ubuntu 创建应用程序磁贴或固定至任务栏，以在下次方便地打开。

初始化

第一次运行 Ubuntu，需要完成初始化。

Installing, this may take a few minutes...

等待一两分钟时间，系统会提示创建新的用户帐户。

Please create a default UNIX user account. The username does not need to match your Windows username.
For more information visit: https://aka.ms/wslusers
Enter new UNIX username: chtholly

输入完用户名以后会提示输入密码。在 Linux 中，输入密码时屏幕上不显示文字属于正常现象。

Enter new UNIX password:

设置好帐户名和密码后，WSL 就安装完成了。

Installation successful!
To run a command as administrator (user "root"), use "sudo <command>".
See "man sudo_root" for details.

chtholly@SENIORIOUS:~$

基础配置

初次安装好的系统不附带任何 C/C++ 编译器，需要手动配置环境。

$ gcc
The program 'gcc' is currently not installed. You can install it by typing:
sudo apt install gcc
$ g++
The program 'g++' is currently not installed. You can install it by typing:
sudo apt install g++

更换为国内软件源

Ubuntu 默认的软件源在国外。可以换成国内的软件源以加快速度，如 清华 TUNA 的软件源。

使用以下命令更新软件和软件源：

# cp /etc/apt/sources.list /etc/apt/sources.list.bak
# vim /etc/apt/sources.list
...（按 i 之后将上文的源右键粘贴进去，编辑完后按 Esc，再输入 :wq 和回车）
# apt update
# apt upgrade -y

安装中文环境

# apt install language-pack-zh-han* -y
# locale-gen zh_CN.GB18030 && locale-gen zh_CN.UTF-8
# apt install fontconfig -y
# apt install fonts-noto-cjk -y # 中文字体
# apt install fonts-wqy-microhei -y
# apt install fonts-wqy-zenhei -y
# dpkg-reconfigure locales

使用 sudo dpkg-reconfigure locales 进入菜单，按空格选择带 zh_CN 的选项（推荐 zh_CN.UTF-8 UTF-8），选完后回车。

Locales to be generated:

    ...
    [ ] zh_CN.GBK GBK
    [*] zh_CN.UTF-8 UTF-8
    [ ] zh_HK BIG5-HKSCS
    ...

        <Ok>            <Cancel>

下一个菜单中选择 zh_CN.UTF-8 回车。

Default locale for the system environment:

             None
             C.UTF-8
             en_US.UTF-8
            [zh_CN.UTF-8]

        <Ok>            <Cancel>

之后关闭 WSL 并重启，系统就会变成中文。

再依次输入下列命令，把 man 帮助页替换为中文。⁶

# apt install manpages-zh
# sed -i 's|/usr/share/man|/usr/share/man/zh_CN|g' /etc/manpath.config

可以用 man help 测试。

安装编译环境⁷

# apt install -y build-essential vim ddd gdb fpc emacs gedit anjuta lazarus

GUIDE 的安装请参考

这里安装的是基础 + NOI 官方要求的环境，如有需要可以用 apt install <程序名> 来安装其它软件包。 若想安装其他版本可以参考 Debian 官方的 包管理手册。

以下为一个示例程序：

$ vim cpuid.cpp
...
$ g++ -Wall cpuid.cpp -o cpuid
$ ./cpuid
AMD Ryzen 5 1400 Quad-Core Processor

进阶操作

使用 WSLg 运行 GUI 程序

如果你使用 Windows 11 Build 22000 以上版本，则可以使用 WSL 2 提供的集成的桌面体验。该功能允许你直接安装并启动 Linux 桌面程序而无须其他配置。

参见 在适用于 Linux 的 Windows 子系统上运行 Linux GUI 应用（预览）

安装图形环境，并使用远程桌面连接

如果你使用的版本尚不支持 WSLg, 可以尝试使用以下指南开启图形界面功能。

以下以 Xfce 为例。

如果只想安装 Xfce，可以执行以下命令：

# apt install xfce4 tightvncserver -y

如果除 Xfce 外想要更多的软件，可以执行以下命令：

# sudo apt install xubuntu-desktop -y

图形环境文件较大，下载解包需要一定时间。

配置 xrdp：

# apt install xrdp -y
$ echo "xfce4-session" >~/.xsession
# service xrdp restart

为了防止和计算机本来带的远程桌面冲突，最好换一下端口。

运行命令 sudo sed 's/port=[0-9]{1,5}/port=otherport/' /etc/xrdp/xrdp.ini，其中 otherport 为其他端口（如 3390）。

[globals]
...
port=3390

运行 sudo service xrdp restart，然后去开始菜单，用 localhost:otherport 来访问。

使用 Xming 连接

进入 Ubuntu 环境，安装 xterm：

# apt install xterm -y

退出 Ubuntu。

从 Xming X Server 下载地址 下载最新的 Xming Server，然后安装：

如果安装完后忘记勾选 Launch Xming，需在开始菜单里打开 Xming：

之后再回到 Ubuntu，键入如下指令：

$ DISPLAY=:0 xterm

如果使用了 xfce4，可以在弹出的窗口中使用如下命令激活 xfce4：

$ xfce4-session

运行结果如图。（在 Xming 中使用Ctrl+C就可以退出该界面。）

WSL 与 Windows 文件的互访问

Windows 下的硬盘被自动挂载至 Linux 环境下的 /mnt 文件夹下。 如 C 盘在 WSL 下的路径为 /mnt/c

PS C:\Users\chtholly> bash
/mnt/c/Users/chtholly$ echo "Hello world!" > hello
/mnt/c/Users/chtholly$ exit
PS C:\Users\chtholly> cat hello
Hello world!
PS C:\Users\chtholly> echo "Welcome!" > welcome
PS C:\Users\chtholly> bash
/mnt/c/Users/chtholly$ cat welcome
Welcome!

相对的，也可以从文件管理器访问 WSL 目录。在安装 WSL 后，可以在资源管理器的侧边栏中发现 Linux 项，在其中可以访问所有安装的发行版其中的文件。

同样，也可以在资源管理器的路径或运行（Win+R）中直接输入 \\wsl$ 来转到 WSL 的目录。

也可以直接使用诸如 \\wsl$\Ubuntu\home\ 的路径访问其子文件夹。

配合 Visual Sudio Code 进行编辑

如果习惯在 Windows 环境下使用

通过 Remote - WSL，可以在 Windows 下的 VS Code 界面中直接对 WSL 子系统进行操作，更加方便地编辑子系统目录下的文件、更方便地使用终端进行调试。

通过在 WSL 中直接键入 code .，可以在该目录下直接唤出 Visual Studio Code，对于该目录下的文件进行编辑。

同时，可以通过类似 code filename 的命令，对于指定文件进行编辑。

在插件 Remote - WSL 的 Getting Started 页面，包含对于编辑操作的详细简介。

同时，也可以参考 Visual Studio Code 的官方文档中关于 WSL 的内容（Remote development in WSL），这篇文章包含从 WSL 安装到配合插件使用的全流程的更详细的介绍。

WSL1 升级为 WSL2

执行命令 wsl -l -v 可以看到 WSL 版本号是 1，需要执行升级，才能到 2。

1. 启用“虚拟机平台”功能

   使用 PowerShell 以管理员身份运行：

   然后 重启电脑。

2. 下载 Linux 内核更新包

   • x64 的内核更新包。
   • ARM64/AArch64 的内核更新包。

3. 设置分发版版本

   执行命令：wsl --set-version <分发版名称> <版本号>

   如：将 Ubuntu18.04 设置为 WSL2 的命令为 wsl --set-version Ubuntu-18.04 2

   这一步比较耗时，执行完成后通过命令 wsl -l -v 来检查升级是否成功。

FAQ

参见：常见问题，WSL 2 常见问题解答

• 如何在子系统下进行 xxx？

  可以用自带命令行，或者使用图形界面。 比如说 vim，在命令行中键入 man vim，会给出一份详尽的使用方法。 亦可使用 vim --help。

  关于命令行，可阅读

  命令行

• 对系统资源的占用量？

  这个系统和 Windows 10 共用 Host，所以理论上是比虚拟机占用小的。

外部链接

• 关于适用于 Linux 的 Windows 子系统
• Ubuntu 镜像使用帮助，清华 TUNA
• Dev on Windows with WSL（在 Windows 上用 WSL 优雅开发）
• GitHub 上的 Awesome-WSL
• 排查适用于 Linux 的 Windows 子系统问题
• WSL1 升级为 WSL2

参考资料与注释