手把手教你在Windows下用WSL運行Vitis/Vivado/Petalinux

1. 為什么現在是開始利用WSL運行Xilinx設計鏈的好時機？

   Windows Subsystem for Linux（簡稱WSL）是一個在Windows 10上能夠運行原生Linux二進制可執行文件（ELF格式）的兼容層。它是由微軟與Canonical公司合作開發，其目標是使純正的Ubuntu、Debian等映像能下載和解壓到用戶的本地計算機，并且映像內的工具和實用工具能在此子系統上原生運行。
   如果使用Windows 10 2004以上，可以通過WSL 2來窗口化運行桌面應用，也不需要另外安裝其他的X 服務器。
   由于Zynq/MPSoC應用的普及，尤其是Linux的軟硬件結合應用越來越多, 對Linux的裁剪和編譯也成為了嵌入式工程師的必修課，而Linux 編譯鏈(尤其基于Yocto 和 GCC) ,基本都在在Linux下調試和運行。
   盡管理論上可以用全腳本全文本的形式來進行Vivado全流程設計，但是不管是基于Block Design設計的靈活性，還是在Block中配置參數的方便性，基于圖像GUI會非常方便。之前WSL 一代對GUI支持不是很好，在WSL2加強了對圖形GUI的支持之后，既滿足了Linux下嵌入式系統編譯鏈的需求，又滿足了圖像化開發的需求，真是兩全其美！
   
   
   
   

2. 軟件與硬件的準備工作

   硬件:?
   硬件主要是三大件 CPU、內存和硬盤啦。
   CPU和內存豐儉由人，主要會影響WSL的速度，當然是越高配越好，實測7、,8代i7與16G及更多的內存跑起來還是很流暢的。
   硬盤就很重要了，眾所周知Vitis / Vivado 比較新的版本安裝文件需要約60G, 解壓安裝文件需要約80G, 安裝軟件需要約80G，一個嵌入式工程（含臨時Download / Sstate）約300~500G，再加上其他軟件等，一個1T左右的硬盤是必須的。
   如果你的系統所在盤沒有1T是沒有問題的！我們稍后會解決這個問題。
   軟件：
   軟件方面主要需要考慮Windows版本，WSL2 需要Windows 10 20H4以上版本或者Windows 11較新版本。我們推薦Windows 10 升級到最新版本，實測沒有問題。

   
   

3. 到底用哪個Linux版本？

   因為支持期已過，Canonical已經停止為Ubuntu 16.04 LTS的技術支持，Windows Store當前主要提供18.04 LTS / 20.04 LTS版本，這里我們推薦比較新的20.04 LTS：

   
   

   

   我們來看比較新的2021.1 版本Vivado / Vitis Release note：

   
   

   

   可以看到最新版本的18.04/20.04 LTS都已經支持。本文就是WSL2 / Ubuntu 20.04 LTS / Vitis 2021.1 版本為例。
   當然, Windows商店中還提供了Linux其他發行版，歡迎各位有興趣有余力可以去嘗試下。
   
   

4. 讓我們開始安裝

   1.?既然是虛擬機，首先要在BIOS中開啟虛擬化相關選項(如Intel 的 VT-x，或者AMD的 AMD-V)， 請參考您的主板和CPU說明書。
   2.?使能“程序與功能”-“啟用或關閉Windows功能”下兩個功能：
   “虛擬機平臺” 與 “適用于Linux的Windows子系統” （其他語言版本大致類似）。

   
   

   

   以上兩步一定要先確保哦! 不然后續會有一些莫名其妙的bug。
   這里要特別說明一句，因為本文是基于WSL2，如果之前您已經安裝過WSL1，后續可能碰到下面類似報警：

   
   

   

   造成該問題的原因是WSL版本由原來的WSL1升級到WSL2后，內核沒有升級，前往微軟WSL官網下載安裝適用于 x64 計算機的最新 WSL2 Linux 內核更新包即可。

   下載鏈接：https://wslstorestorage.blob.core.windows.net/wslblob/wsl_update_x64.msi

   如果是直接安裝不會有這個問題。
   好，一切準備妥當，從Windows Store中安裝Ubuntu 20.04 LTS吧！安裝后運行，按指示設置用戶名和密碼就可以了。

   
   

5. 讓我們準備足夠的空間

   微軟對WSL2設定的初始虛擬硬盤空間是256G，雖然安裝后可以在/mnt下直接訪問Windows其他文件夾，但是EDA工具基本都要求工程在/home 下運行，所以我們要給虛擬硬盤進行擴容。
   首先我們進入我們剛剛裝完的WSL, 用df查一下容量：

   
   

   

   可以看到只有256GB。
   而以我們實驗的機器為例：

   
   

   

   可以看到C系統盤確實沒有更大空間了，想要更大空間，我們需要做兩個步驟：
   1.?修改安裝目錄，把虛擬機移動到另一個盤符下(這里是D盤)；
   2. 在新盤符中虛擬硬盤擴容。
   Windows10子系統(WSL)修改安裝目錄：

   修改安裝目錄的方法如下(例子是一個18.04版本的，20.04把下面指令中的 ‘18.04’ 換成‘20.04’即可)：

   1. 第一步，首先查看所有分發版本：

   wsl-l -v
   結果類似下面:

   
   

   

   2. 第二步，導出分發版為tar文件到D盤：

   wsl--export Ubuntu-18.04 d:\ubuntu18.04.tar
   結果類似下面：

   
   

   

   3. 第三步，注銷當前分發版：

   wsl--unregister Ubuntu-18.04
   4.?重新導入并安裝分發版在d:\ubuntu (注意我們這里都是WSL2啦)；
   5.?wsl--import Ubuntu-18.04 d:\ubuntu2004 d:\ubuntu18.04.tar
   6.?設置默認登錄用戶為安裝時用戶名 (這里的Username替換成您之前的用戶名)；
   Ubuntu1804config --default-user Username
   7.?刪除tar文件(可選)：
   deld:\ubuntu18.04.tar
   再強調下哈，上面例子是一個18.04版本的，20.04把下面指令中的 ‘18.04’ 換成‘20.04’即可??, 以后的新版本Ubuntu同理。

   
   

   

   好了，我們搬完家啦！在搬家目錄下應該就可以看到ext4.vhdx了，之前玩過虛擬機的小伙伴應該對這個文件格式很熟悉，下面我們要對這個vhdx擴容啦。

   
   

   

   我們強烈推薦小伙伴們在安裝前修改硬盤尺寸，畢竟到了Vitis/Vivado安裝界面被提示安裝空間不夠回頭再來擴容還挺麻煩的。
   對于修改虛擬硬盤尺寸，微軟已經給出了解決方案，參見：
   https://docs.microsoft.com/en-us/windows/wsl/vhd-size
   A.?首先是關閉當前WSL：
   wsl --shutdown
   B.?如果沒有移動過安裝位置，可以按上面微軟文檔尋找ext4.vhdx文件的問題，不過我們是非常清楚的，比如我們當前就是”d:\ubuntu1804\ext4.vhdx ”；
   C.?然后管理員模式打開Windows下命令行工具，用DISKPART工具擴大分區：
   首先輸入diskpart , 回車；
   隨后在DISKPART 下，“Select vdisk file="”；
   比如當前就是 “Select vdisk file=”d:\ubuntu1804\ext4.vhdx ”；
   選擇后，可以先用detail vdisk確認當前尺寸：

   
   

   

   然后用 “expand vdisk maximum=<以MB為單位的目標尺寸> ”來設定大小；
   比如我們設一個接近1.2T的,那就輸入1200000 ：
   expand vdisk maximum=1200000
   隨后輸入exit退出diskpart。
   D.?這時候重新進入WSL, 雖然虛擬硬盤已經修改為1.2T了，但是Linux的分區其實還沒修改，我們還要在Linux下擴容下分區：
   首先來確認一下分區名稱，輸入以下兩句指令：
   sudo mount -t devtmpfs none /dev
   mount | grep ext4
   (此時你可能會看到如下警告：“mount command:"/dev: none already mounted on /dev." This message can safely beignored. ”這個警告可以不管）。
   記錄下/dev/sdX 的名字(X可能為不同字母，本例為/dev/sdb )。
   隨后用resize2fs在邏輯上擴容：
   sudo resize2fs /dev/sdb <以MB為單位的目標>M
   比如本例是：
   sudo resize2fs /dev/sdb 1200000M
   結果如下，可以看到修改成功。

   
   

   

   
   

6. 和Windows 交換文件

   WSL最方便的地方之一當然就是和Windows交換各種文件啦，這是以共享文件夾形式存在的，直接在運行中輸入”\\wsl$ ” 即可。如下圖所示：

   
   

   

   
   

7. 安裝桌面環境

   終于到了重點啦，我們全面的一通操作，就是為了使用WSL2的圖像界面嘛。
   Ubuntu 常用可選的圖像環境有Gnome, KDE, Xfce4等等，這里推薦Gnome 或者 Xfce4。Windows下終端工具我們推薦流行的MobaXterm：
   如果是Gnome:
   在Ubuntu登錄后，運行：
   sudoapt-get install ubuntu-gnome-desktop
   然后我們可以使用Gnome的文件管理器，Nautilus
   運行：
   nautilus&
   效果如下圖, 后面的操作各位就很熟悉啦：

   
   

   

   
   

   如果是Xfce4：
   在Ubuntu登錄后，運行：
   sudoapt-get install xfce4
   運行：
   startxfce4&
   效果如下圖：

   
   

   

   
   

8. 安裝Xilinx工具

   后續的Vitis / Vivado / Petalinux 的安裝和Windows下都比較類似了：

   
   

   

   
   

   

   
   

   

   關于Petalinux ，當然要在安裝前先安裝各支持庫：
   sudoapt-get install gcc

   
   

   

   然后在安裝過程中按照提示查缺補漏即可：
   sudoapt-get install xterm autoconf libtool texinfo zlib1g* gcc-multilibbuild-essential ncurses* zlibc
   唯一說明的是zlib1g需要加i386庫：
   sudodpkg --add-architecture i386
   sudoapt-get update
   sudoapt-get install zlib1g:i386
   最后，按老習慣，安裝后編譯一個官方板卡的BSP慶祝一下吧??！

   
   

   

   
   

   

如果您在WSL運行Vitis/Vivado/Petalinux方面有問題，歡迎聯系：

simonyang@comtech.com.cn

charlesxu@comtech.com.cn