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

1. 为什么现在是开始利用WSL运行Xilinx设计链的好时机？

   Windows Subsystem for Linux（简称WSL）是一个在Windows 10上能够运行原生Linux二进制可执行文件（ELF格式）的兼容层。它是由微软与Canonical公司合作开发，其目标是使纯正的Ubuntu、Debian等映像能下载和解压到用户的本地计算机，并且映像内的工具和实用工具能在此子系统上原生运行。
   如果使用Windows 10 2004以上，可以通过WSL 2来窗口化运行桌面应用，也不需要另外安装其他的X 服务器。
   由于Zynq/MPSoC应用的普及，尤其是Linux的软硬件结合应用越来越多, 对Linux的裁剪和编译也成为了嵌入式工程师的必修课，而Linux 编译链(尤其基于Yocto 和 GCC) ,基本都在在Linux下调试和运行。
   尽管理论上可以用全脚本全文本的形式来进行Vivado全流程设计，但是不管是基于Block Design设计的灵活性，还是在Block中配置参数的方便性，基于图像GUI会非常方便。之前WSL 一代对GUI支持不是很好，在WSL2加强了对图形GUI的支持之后，既满足了Linux下嵌入式系统编译链的需求，又满足了图像化开发的需求，真是两全其美！
   
   
   
   

2. 软件与硬件的准备工作

   硬件: 
   硬件主要是三大件 CPU、内存和硬盘啦。
   CPU和内存丰俭由人，主要会影响WSL的速度，当然是越高配越好，实测7、,8代i7与16G及更多的内存跑起来还是很流畅的。
   硬盘就很重要了，众所周知Vitis / Vivado 比较新的版本安装文件需要约60G, 解压安装文件需要约80G, 安装软件需要约80G，一个嵌入式工程（含临时Download / Sstate）约300~500G，再加上其他软件等，一个1T左右的硬盘是必须的。
   如果你的系统所在盘没有1T是没有问题的！我们稍后会解决这个问题。
   软件：
   软件方面主要需要考虑Windows版本，WSL2 需要Windows 10 20H4以上版本或者Windows 11较新版本。我们推荐Windows 10 升级到最新版本，实测没有问题。

   
   

3. 到底用哪个Linux版本？

   因为支持期已过，Canonical已经停止为Ubuntu 16.04 LTS的技术支持，Windows Store当前主要提供18.04 LTS / 20.04 LTS版本，这里我们推荐比较新的20.04 LTS：

   
   

   

   我们来看比较新的2021.1 版本Vivado / Vitis Release note：

   
   

   

   可以看到最新版本的18.04/20.04 LTS都已经支持。本文就是WSL2 / Ubuntu 20.04 LTS / Vitis 2021.1 版本为例。
   当然, Windows商店中还提供了Linux其他发行版，欢迎各位有兴趣有余力可以去尝试下。
   
   

4. 让我们开始安装

   1. 既然是虚拟机，首先要在BIOS中开启虚拟化相关选项(如Intel 的 VT-x，或者AMD的 AMD-V)， 请参考您的主板和CPU说明书。
   2. 使能“程序与功能”-“启用或关闭Windows功能”下两个功能：
   “虚拟机平台” 与 “适用于Linux的Windows子系统” （其他语言版本大致类似）。

   
   

   

   以上两步一定要先确保哦! 不然后续会有一些莫名其妙的bug。
   这里要特别说明一句，因为本文是基于WSL2，如果之前您已经安装过WSL1，后续可能碰到下面类似报警：

   
   

   

   造成该问题的原因是WSL版本由原来的WSL1升级到WSL2后，内核没有升级，前往微软WSL官网下载安装适用于 x64 计算机的最新 WSL2 Linux 内核更新包即可。

   下载链接：https://wslstorestorage.blob.core.windows.net/wslblob/wsl_update_x64.msi

   如果是直接安装不会有这个问题。
   好，一切准备妥当，从Windows Store中安装Ubuntu 20.04 LTS吧！安装后运行，按指示设置用户名和密码就可以了。

   
   

5. 让我们准备足够的空间

   微软对WSL2设定的初始虚拟硬盘空间是256G，虽然安装后可以在/mnt下直接访问Windows其他文件夹，但是EDA工具基本都要求工程在/home 下运行，所以我们要给虚拟硬盘进行扩容。
   首先我们进入我们刚刚装完的WSL, 用df查一下容量：

   
   

   

   可以看到只有256GB。
   而以我们实验的机器为例：

   
   

   

   可以看到C系统盘确实没有更大空间了，想要更大空间，我们需要做两个步骤：
   1. 修改安装目录，把虚拟机移动到另一个盘符下(这里是D盘)；
   2. 在新盘符中虚拟硬盘扩容。
   Windows10子系统(WSL)修改安装目录：

   修改安装目录的方法如下(例子是一个18.04版本的，20.04把下面指令中的 ‘18.04’ 换成‘20.04’即可)：

   1. 第一步，首先查看所有分发版本：

   wsl-l -v
   结果类似下面:

   
   

   

   2. 第二步，导出分发版为tar文件到D盘：

   wsl--export Ubuntu-18.04 d:\ubuntu18.04.tar
   结果类似下面：

   
   

   

   3. 第三步，注销当前分发版：

   wsl--unregister Ubuntu-18.04
   4. 重新导入并安装分发版在d:\ubuntu (注意我们这里都是WSL2啦)；
   5. wsl--import Ubuntu-18.04 d:\ubuntu2004 d:\ubuntu18.04.tar
   6. 设置默认登录用户为安装时用户名 (这里的Username替换成您之前的用户名)；
   Ubuntu1804config --default-user Username
   7. 删除tar文件(可选)：
   deld:\ubuntu18.04.tar
   再强调下哈，上面例子是一个18.04版本的，20.04把下面指令中的 ‘18.04’ 换成‘20.04’即可😊, 以后的新版本Ubuntu同理。

   
   

   

   好了，我们搬完家啦！在搬家目录下应该就可以看到ext4.vhdx了，之前玩过虚拟机的小伙伴应该对这个文件格式很熟悉，下面我们要对这个vhdx扩容啦。

   
   

   

   我们强烈推荐小伙伴们在安装前修改硬盘尺寸，毕竟到了Vitis/Vivado安装界面被提示安装空间不够回头再来扩容还挺麻烦的。
   对于修改虚拟硬盘尺寸，微软已经给出了解决方案，参见：
   https://docs.microsoft.com/en-us/windows/wsl/vhd-size
   A. 首先是关闭当前WSL：
   wsl --shutdown
   B. 如果没有移动过安装位置，可以按上面微软文档寻找ext4.vhdx文件的问题，不过我们是非常清楚的，比如我们当前就是”d:\ubuntu1804\ext4.vhdx ”；
   C. 然后管理员模式打开Windows下命令行工具，用DISKPART工具扩大分区：
   首先输入diskpart , 回车；
   随后在DISKPART 下，“Select vdisk file="”；
   比如当前就是 “Select vdisk file=”d:\ubuntu1804\ext4.vhdx ”；
   选择后，可以先用detail vdisk确认当前尺寸：

   
   

   

   然后用 “expand vdisk maximum=<以MB为单位的目标尺寸> ”来设定大小；
   比如我们设一个接近1.2T的,那就输入1200000 ：
   expand vdisk maximum=1200000
   随后输入exit退出diskpart。
   D. 这时候重新进入WSL, 虽然虚拟硬盘已经修改为1.2T了，但是Linux的分区其实还没修改，我们还要在Linux下扩容下分区：
   首先来确认一下分区名称，输入以下两句指令：
   sudo mount -t devtmpfs none /dev
   mount | grep ext4
   (此时你可能会看到如下警告：“mount command:"/dev: none already mounted on /dev." This message can safely beignored. ”这个警告可以不管）。
   记录下/dev/sdX 的名字(X可能为不同字母，本例为/dev/sdb )。
   随后用resize2fs在逻辑上扩容：
   sudo resize2fs /dev/sdb <以MB为单位的目标>M
   比如本例是：
   sudo resize2fs /dev/sdb 1200000M
   结果如下，可以看到修改成功。

   
   

   

   
   

6. 和Windows 交换文件

   WSL最方便的地方之一当然就是和Windows交换各种文件啦，这是以共享文件夹形式存在的，直接在运行中输入”\\wsl$ ” 即可。如下图所示：

   
   

   

   
   

7. 安装桌面环境

   终于到了重点啦，我们全面的一通操作，就是为了使用WSL2的图像界面嘛。
   Ubuntu 常用可选的图像环境有Gnome, KDE, Xfce4等等，这里推荐Gnome 或者 Xfce4。Windows下终端工具我们推荐流行的MobaXterm：
   如果是Gnome:
   在Ubuntu登录后，运行：
   sudoapt-get install ubuntu-gnome-desktop
   然后我们可以使用Gnome的文件管理器，Nautilus
   运行：
   nautilus&
   效果如下图, 后面的操作各位就很熟悉啦：

   
   

   

   
   

   如果是Xfce4：
   在Ubuntu登录后，运行：
   sudoapt-get install xfce4
   运行：
   startxfce4&
   效果如下图：

   
   

   

   
   

8. 安装Xilinx工具

   后续的Vitis / Vivado / Petalinux 的安装和Windows下都比较类似了：

   
   

   

   
   

   

   
   

   

   关于Petalinux ，当然要在安装前先安装各支持库：
   sudoapt-get install gcc

   
   

   

   然后在安装过程中按照提示查缺补漏即可：
   sudoapt-get install xterm autoconf libtool texinfo zlib1g* gcc-multilibbuild-essential ncurses* zlibc
   唯一说明的是zlib1g需要加i386库：
   sudodpkg --add-architecture i386
   sudoapt-get update
   sudoapt-get install zlib1g:i386
   最后，按老习惯，安装后编译一个官方板卡的BSP庆祝一下吧😊！

   
   

   

   
   

   

如果您在WSL运行Vitis/Vivado/Petalinux方面有问题，欢迎联系：

simonyang@comtech.com.cn

charlesxu@comtech.com.cn