Установка и использование подсистемы Linux (WSL 2) в Windows 10

Windows Subsystem for Linux (WSL) — подсистема ОС Windows 10, позволяющая разработчикам, тестировщикам запускать нативные приложения Linux, писать скрипты, выполнять команды непосредственно из Windows. В обновлённой Windows 10 (2004) появилась 2я версия WSL, в которой используется полноценное ядро Linux с возможностью запуска приложений и контейнеров Docker, реализована высокая скорость загрузки, небольшой объем потребляемых ресурсов, управление в фоновом режиме, обновление ядра. Таким образом вы сможете запускать ELF64 программы, которые могут получать доступ к файловой системе Windows без использования сторонних порто (таких как Cygwin).

Образ ядра Linux (версия ядра 4.19) в Windows 10 представляет собой легкую виртуальную машину, для запуска которой не нужно ставить полноценную роль Hyper-V. Системные вызовы Linux транслируются на лету в вызовы Windows без использования эмулятора (в отличии от WSL1).

Изначально компонент WSL отключен. Чтобы его включить, вам необходимо зайти в Пуск -> Панель управления -> Программы и компоненты -> Включение и отключение компонентов Windows (Control Panel\All Control Panel Items\Programs and Features\Turn Windows features on or off), активировать галочку Подсистема Windows для Linux (Windows Subsystem for Linux), нажать кнопку ОК, и перезагрузить компьютер.

Вы можете включить компоненты WSL в Windows 10 с помощью dism:

dism.exe /online /enable-feature /featurename:VirtualMachinePlatform /all /norestart
dism.exe /online /enable-feature /featurename:Microsoft-Windows-Subsystem-Linux /all /norestart

Enable-WindowsOptionalFeature -Online -FeatureName Microsoft-Windows-Subsystem-Linux
Enable-WindowsOptionalFeature -Online -FeatureName VirtualMachinePlatform

Install-WindowsFeature -Name Microsoft-Windows-Subsystem-Linux

После этого также необходимо перезагрузить компьютер.

Теперь вам нужно выполнить обновление WSL до версии 2. Для этого требуется зайти на сайт https://docs.microsoft.com/ru-ru/windows/wsl/wsl2-kernel, скачать файл wsl_update_x64.msi, установить его. По завершении увидите картинку

Чтобы сделать WSL2 архитектурой по умолчанию для новых дистрибутивов, в PowerShell выполните команду:

wsl —set-default-version 2

Далее вам необходимо открыть Microsoft Store, в поиске ввести слово “Linux”. В появившемся списке выберите нужный дистрибутив. Доступные Ubuntu, Debian, Kali Linux, Linux Cheatsheet, SUSE Linux Enterprise Server15, openSUSE Leap 15-1, Pengwin Enterprise, Fedora Remix for WSL или другие. В нашем примере мы будем использовать Ubuntu 20.04 LTS, нажмите кнопку Получить.

Invoke-WebRequest https://aka.ms/wslubuntu2004 -OutFile ubuntu-2004.zip –UseBasicParsing

Expand-Archive -Path .\ubuntu-2004.zip

Запустите установку образа Linux с помощью файла Ubuntu.exe.

Также вы можете скачать образ в виде appx файла и установить его с помощью командлета Add-AppxPackage.

После установки можно проверить используемую версию WSL с помощью команды

wsl —list –-verbose

Если у вашей среды Linux указана версия 1, нужно изменить ее на WSL2 командой:

wsl —set-version Ubuntu-20.04 2

Файл жёсткого диска с образом виртуальной машины ОС Linux Ubuntu 20.04 будет располагаться в профиле пользователя: C:\Users\234\AppData\Local\Packages\CanonicalGroupLimited.Ubuntu20.04onWindows_79rhkp1fndgsc\LocalState.

После установки дистрибутива в стартовом меню появляется ярлык на него. Для запуска Ubuntu зайдите в меню Пуск, нажмите на соответствующем ярлыке и получите в отдельном окне полноценную командную оболочку Bash. Запускать WSL можно и с помощью команды wsl. При первом запуске образа в командной строке Bash вам будет предложено создать пользователя и пароль (которые не должны совпадать с учётной записью Windows). Чтобы выполнять команды с правами root, необходимо использовать дополнительный ключ (префикс) sudo. В WSL есть общие команды для Bash и CMD, и тут нужно не забывать, что система Linux чувствительна к регистру.

Вы можете выполнить Linux-команды из CMD. Для этого необходимо вначале указать “WSL”. Например, для просмотра списка файлов и папок в каталоге Windows, выполните:

dir | wsl grep Sa
wsl ls ‑la > 123.txt
wsl ls ‑la /proc/cpuinfo
wsl ls ‑la “/mnt/c/Program Files”

Также вы можете открыть проводник командой explorer.exe, калькулятор – calc.exe, блокнот – notepad.exe, paint – mspaint.exe, календарь – cal, погоду – curl wttr.in

Ещё один пример взаимосвязи 2х систем – вы можете открыть в Windows файл из WSL-дистрибутива по сетевому пути. Для этого в CMD наберите путь к файлу:

notepad \\wsl$\Ubuntu-20.04\home\1122.txt

Из окна консоли вы можете обновить список пакетов в Ubuntu с помощью команд:

sudo apt-get update
sudo apt-get upgrade

После обновления Ubuntu папка …/LocalState будет занимать 1.5 Гб.

Из командной строки Linux можно не только просмотреть Windows-файлы и каталоги, но и получить к ним доступ. Чтобы удобнее копировать файлы, просматривать директории и их содержимое, установите файловый менеджер Midnight Commander с помощью команды

sudo apt-get install mc

Вы можете запустить Midnight Commander как в командной оболочке Bash, так и внутри CMD. На скриншоте ниже показано, что в двух панелях MC показывается список файлов с обеих ОС.

Можно отобрахить сетевые настройки (IP адрес) IP-адрес Linux-системы:

ip addr | grep eth0

В WSL не предусмотрена работа приложений с графическим интерфейсом. Тем не менее вы можете попробовать их установить и использовать. Чтобы запускать графические приложения в Linux, нужно скачать и установить в Windows программу VcXsrv Windows X Server (https://sourceforge.net/projects/vcxsrv/).

С помощью пакетного менеджера apt-get установим несколько графических программ: например, браузер, текстовый редактор или что-то ещё:

sudo apt-get install gedit
sudo apt-get install firefox
sudo apt-get install x11-app

Затем создайте файл в директории root:

export DISPLAY=$(cat /etc/resolv.conf | grep nameserver | awk ‘‘):0

Теперь можете запустить графические программы Linux через WSL командами:

Вы можете установить в Windows 10 несколько дистрибутивов Linux и запускать одновременно в разных окнах WSL. Вывести весь перечень установленных дистрибутивов можете с помощью команды:

чтобы завершить работу всех запущенных дистрибутивов и ядра WSL 2, выполните команду:

Microsoft WSL или пингвин в окошке

Сайт KV.BY опубликовал статью о подсистеме Windows Subsystem for Linux (WSL), предназначенной для запуска Linux-программ в ОС Windows 10. Упор в статье сделан на последнюю версию этой подсистемы WSL2.

Windows – это Linux

Как говорили древние греки, всё меняется и ничто не остаётся на месте. Многие ещё помнят те времена, когда операционная система GNU/Linux была для «Майкрософт» чем-то вроде красной тряпки для быка. Бывший руководитель рэдмондского гиганта Стив Балмер называл всё, что связано с детищем Линуса Торвальдса, не иначе как «раковой опухолью». Однако прошло не так уж и много времени после таких заявлений, и вот уже как три года корпорация «Майкрософт» является платиновым участником консорциума Linux Foundation – организации, занимающейся развитием и стандартизацией ядра Linux.

Мало того, в операционной системе Windows 10 появилась специальная программная подсистема Windows Subsystem for Linux (WSL). Эта подсистема позволяет в Windows запускать программы GNU/Linux в двоичном исполняемом формате ELF-64. В результате пользователям десятых «Форточек» становятся доступно программное обеспечение Linux-дистрибутивов, начиная со скриптов Bash и заканчивая службами наподобие Docer.

Поводом для произошедших перемен в политике корпорации, без сомнения, стала популярность мобильной операционной системы Android, основанной на ядре Linux. Но причина, по которой в Рэдмонде произошёл поворот в сторону Linux-сообщества, лежит не только в области мобильных операционных систем.

«Developers, developers, developers!»

Существует два способа запускать Linux-приложения в Windows. Первый способ предполагает перекомпиляцию Linux-программ в исполняемый формат exe-файлов. Благо большая часть программ Open Source является кроссплатформенной и свободно собирается под разные операционные системы. Примером первого способа можно назвать проекты Cygwin или MinGW – коллекции специально скомпилированных для Windows приложений UNIX.

Второй способ предполагает использование эмуляции и виртуализации, что позволяет запускать полноценный Linux-дистрибутив в специальной виртуальной среде. WSL – это и есть второй способ. Здесь используются как эмуляция ядра Linux, так и технологии виртуализации.

Но, прежде чем мы рассмотрим особенности второго способа, отметим, что в Windows 10 присутствует и первый способ. С недавнего времени тихо и незаметно в штатный состав «Десятки» входят три классические консольные UNIX-утилиты curl.exe, tar.exe, openssh.exe.

Выбор этих консольные утилит явно указывает на тот класс пользователей, ради которых «Майкрософт» и затеяла всю эту эпопею с запуском в «Форточках» программ Linux. Программы Curl, tar и openssh – популярные инструменты у веб-разработчиков. Именно для них и для веб-разработки создают в Рэдмонде подсистему Windows Subsystem for Linux.

Как правило, веб-разработчики используют для своей работы Windows. Однако их клиенты и заказчики в основном пользуются хостингом на Linux. И для веб-разработчики в среде Windows приходится использовать что-то вроде Denver и XAMP, или же запускать программы виртуализации VMware и VirtualBox, или же использовать на компьютере двойную загрузку с системами Linux. Или уже наметилась устойчивая тенденция для веб-разработки переходить на Mac OS, в которой имеется полноценное POSIX-ядро, позволяющее без лишних телодвижений запустить все консольные скрипты и программы, необходимых для современных веб-кодеров.

Поэтому основная цель WSL – удержать веб-разработчиков на Windows, предоставив им удобную и комфортную среду запуска всех консольных скриптов, программ и примеров с GitHub и StackOwerflow. (Кстати GitHub с недавних пор тоже под контролем Microsoft).

Главная особенность WSL

Технологиями виртуализации давно никого не удивишь. Если подсистема WSL основана на технологиях виртуализации, то возникает основной вопрос: чем Windows Subsystem for Linux лучше того же VirtualBox?

Преимущество WSL не только в том, что пользователю Windows 10 теперь не требуется устанавливать и настраивать отдельные программы для создания виртуальных машин, довольствуясь штатными средствами виртуализации. Основным достоинством WSL является очень тесная и бесшовная интеграция работы приложений Linux в системе Windows. WSL настолько глубоко интегрирует виртуальную среду выполнения Linux-программ в операционную систему Windows 10, что эти программы становятся мало отличимы от приложений Windows на уровне пользовательского интерфейса. Хотя эта бесшовность даётся не легко.

Ниже рассмотрим эту бесшовность и прозрачность более детально. Все инструкции в этой статье для работы с WSL актуальны для сборки Windows 10 18917 и более поздних версий. Проверить номер своей сборки Windows 10 можно командой «ver» в приложении «Командная строка».

Настройка WSL

Настраивать подсистему WSL практически не нужно. Виртуальная среда WSL в процессе работы настроится автоматически и незаметно для пользователя.

Единственное, нужно проверить включение компонентов «Подсистема Windows для Linux» и «Платформа виртуальной машины» через «Панель управления -> Программы и компоненты -> Включение или отключение компонента Windows».

WSL работает только в 64-разрядных версии Windows 10, начиная с редакции «Домашняя» для процессоров x64 и ARM. Подсистема не работает в безопасном S-режиме Windows 10.

Загрузка дистрибутива

Как известно программы для Linux распространяются в составе дистрибутивов, наиболее популярными из которых можно назвать Fedora, Debian, Ubuntu, OpenSUSE. Поэтому чтобы начать работу с WSL следует загрузить и установить базовый набор приложений какого-либо дистрибутива и затем штатным менеджером пакетов установить нужные программы.

Дистрибутивы Linux для WSL устанавливаются прямо из магазина приложений Windows Store так же, как и программы Windows. По поисковому запросу «linux» в магазине появится список дистрибутивов для выбора. На текущий момент в магазине представлено уже около дюжины дистрибутивов. Выбираем нужный дистрибутив, – например Ubuntu-18.04, – и нажимаем кнопку «Получить».

Загрузится около 200 мегабайт файлов для базовой системы. В главном меню «Пуск», в «плитках» и на рабочем столе наравне с иконками Windows-программ появится иконка Linux-дистрибутива.

Удаление дистрибутива происходит также как и удаление Windows-программ – через контекстное меню «плитки» дистрибутива в меню «Пуск».

Отметим, что в редакциях Windows 10 для предприятий, в которых нет Windows Store, дистрибутивы Linux для WSL можно скачать и установить посредством специальных команд Power Shell. В этой статье для краткости мы данный метод рассматривать не станем.

Первый запуск WSL

Подсистема WSL предназначена для запуска консольных программ Linux с интерфейсом командной строки. Для программ с графическим интерфейсом необходимо устанавливать дополнительное ПО, о чём будет сказано ниже.

При первом запуске установленного дистрибутив откроется приложение «Командная строка», в котором запустится командный интерпретатор установленного дистрибутива – обычно это bash. Будет предложено подождать одну или две минуты для завершения установки. На последнем этапе после завершения установки необходимо создать новую учетную запись пользователя Linux-системы, который будет использоваться по умолчанию подсистемой WSL, и задать пароль. После чего с установленной системой Linux можно работать.

Запустить установленную систему Linux можно в приложении «Командная строка» с помощью команд «bash.exe», «wsl.exe» или « .exe» (не во всех дистрибутивах работает). Самой продвинутой является команда «wsl.exe», так как с её помощью доступны все возможные операции с подсистемой WSL.

Список установленных дистрибутивов задаётся командой «wsl» с помощью опции «-l» или «—list»:

Установка дистрибутива по умолчанию, который будет запускаться командами «bash.exe», «wsl.exe» без параметров, происходит с помощью опций «-s» («—setdefault»):

Если для дистрибутива задано несколько учётных записей, то для запуска от имени определенного пользователя имеются опции «-u» («—user»):

Запуск определенного дистрибутива по названию с помощью опций «-d» («—distribution»):

WSL1 и WSL2

После установки и первого запуска любой системы обычно всегда делается обновление ПО. Например, для Ubuntu обновление делается командами:

В первых версиях WSL пользователи столкнулись с неприятным фактом, что это обновление происходило очень медленно. Операция замены пары сотен мегабайт могла затянуться на долгое время. Резкое снижение производительности было характерно также и для других приложений, требующих большого числа файловых операций – Git, Node.js и других.

Такая низкая скорость файловых операций объяснялась тем, что первая версия WSL использовала эмуляцию ядра Linux на уровне API Windows. Также подсистема WSL эмулировала метаданные файловой системы дистрибутива Linux.

На практике оказалось, что такая эмуляция не обеспечивает высокую скорость файловых операций для систем Linux. Поэтому, начиная со сборки Windows 10 18917, используется новая архитектура WSL2, которая основана на технологиях виртуализации Microsoft Hyper-V. Другими словами теперь для каждого установленного дистрибутива Linux подсистема WSL запускает отдельную легковесную виртуальную машину и отдельный виртуальный диск. При этом для этой виртуальной машины используется настоящее ядро Linux, а не эмуляция на уровне системных вызовов Windows. В результате для WSL2 удалось повысить производительность файловых операций по сравнению с WSL1 на порядок.

На текущий момент в Windows 10 присутствуют обе версии подсистемы – и WSL1, и WSL2. Рекомендуется использовать WSL2.

Чтобы проверить, какие версии WSL использует каждый дистрибутив, используйте для команды «wsl.exe» опции «-l -v» («—list —verbose»):

Установить WSL 2 для отдельного дистрибутива можно опцией «—set-version»:

Чтобы задать WSL 2 по умолчанию для всех устанавливаемых в дальнейшем дистрибутивов Linux, используйте опцию «—set-default-version»:

Одиночное и смешанное выполнение программ

Самое важное и интересное в WSL – это одиночное и смешанное выполнение программ Linux из среды Windows и наоборот.

Чтобы выполнить какую-либо программу из установленного дистрибутива Linux, совсем не обязательно запускать терминальную сессию Linux. Можно просто передать имя Linux-программы в качестве аргумента для wsl.exe и она будет выполнена прямо в контексте командной строки Windows.

При этом программа для Linux выполнится в том же каталоге, в котором находится интерпретатор «Командная строка», от имени пользователя WSL по умолчанию с правами вызывавшего её интерпретатора. То есть если «Командная строка» запущена с правами Администратора Windows, то и запущенная здесь программа для Linux будет иметь права Администратора.

Возможно и обратное – вызов двоичных файлов Windows из консоли Linux. Поэтому из командного интерпретатора Linux, например, набрав команду «notepad.exe» можно запустить «Блокнот», который будет запущен с правами активного пользователя Windows.

Мало того, можно объединять программы Linux и программы Windows через механизм конвейера pipe. То есть можно соединять выход Linux-программы с входом Windows-программы и наоборот.

Пример 1, cmd. Выход Windows-программы «dir» направляем на вход Linux-утилиты «grep»:

Пример 2, bash. Выход Linux-программы «cat» направляем на вход Windows-утилиты «findstr»:

Такая тесная интеграция программ Windows и Linux с помощью WSL позволяет, например, писать смешанные скрипты BASH и Power Shell. Или интегрировать инструменты Linux в средства разработки Windows.

Доступ к файлам

WSL предоставляет доступ из оболочки bash Linux ко всем дискам и всей файловой системе Windows. Локальные диски автоматически монтируются в каталог «/mnt». Например, диск «C:» монтируется как «/mnt/c».

USB-флэшки не монтируются автоматически в каталог «/mnt». Их нужно монтировать с помощью плагина drvfs. Например, монтирование флэш-диска H:

Файлы WSL-дистрибутивов Linux можно найти в папке «C:\Users\имя_пользователя\AppData\Local\Packages\». Они будут находиться в папках с названиями вида «CanonicalGroupLimited.Ubuntu18.04onWindows_79rhkp1fndgsc». Если используется версия WSL1, то файлы Linux-системы там будут находиться как есть в прямом доступе из Windows. Но категорически не рекомендуется их трогать в обход WSL, так как Windows не обработает специфические метаданные этих файлов.

В случае версии WSL2 в папке дистрибутива будет расположен файл образа виртуального жёсткого диска. Если в командном интерпретаторе запустить команду «explorer.exe .» с точкой в качестве аргумента, то откроется «Обозреватель» Windows, в котором отобразится файловая система текущего дистрибутива Linux как сетевой ресурс вида «\wsl$\ ».

Другими словами, передать приложению Windows какой-либо файл из WSL-дистрибутива можно по сетевому пути к этому файлу.

Сеть и сетевые приложения

Версия WSL1 использует IP-адрес Windows. Сетевой стек у подсистемы WSL1 общий с Windows. Сервер, поднятый в Linux, будет доступен на localhost в Windows и наоборот.

Если дистрибутив использует версию WSL2, то уже потребуется найти IP-адрес виртуальной машины, чтобы подключить дистрибутив по этому IP-адресу. Это можно сделать, выполнив в Linux-системе команду «ip addr» и через поиск строки «eth0» найти адрес по значению «inet».

Дальше можно в Linux запустить, для примера, http-сервер Python командой «python3 -m http.server» и обратиться к нему из браузера Windows по полученному IP.

WSL и программы с графическим интерфейсом

WSL — это средство, предназначенное для пользователей, которым требуется запускать программы командной строки Bash и Core Linux в Windows. WSL не имеет штатных средств для запуска приложений Linux с графическим интерфейсом GNOME, KDE и т. д.

Тем не менее, энтузиасты вполне успешно запускают графические программы в WSL, устанавливая и запуская сторонние порты X-сервера для Linux – например VcXsrv.

В сети Интернет немало инструкций по запуску в WSL графических Linux-программ. Большая часть этих инструкций написана для WSL1, но с появлением второй версии подсистемы они устарели. Ниже последовательность действий для настройки X-сервера VcXsrv для подсистемы WSL2.

1. Находим в Сети, скачиваем и устанавливаем X-сервер VcXsrv.
2. В WSL-дистрибутиве через пакетный менеджер устанавливаем какую-нибудь программу с графическим интерфейсом – например, Nautilus GNOME.
3. В настройках брандмауэра Защитника Windows «Пуск > Параметры > Обновление и безопасность > Безопасность Windows > Брандмауэр и защита сети» отключаем брандмауэр для опции «Общедоступная сеть».
4. В Linux находим IP-адрес сервера имен nameserver, прописанный в «/etc/reslv.conf».

1. Экспортируем переменную DISPLAY со значением nameserver из reslv.conf и номером экрана «0».

1. Запускаем в Windows VcXsrv. Устанавливаем «0» для «Display number» и галочку для «Disable access control».
2. В Linux из командной строки запускаем графическую программу.

Само собой, приведенный способ в запуска программ Linux с графическим интерфейсом в скором времени тоже устареет. Хотя бы потому, что подобный способ не соответствует главной задумке Windows Subsystem for Linux: использовать только штатные компоненты Windows и не требовать их сложной настройки.