标签：exe windows wsl WSL init linux 进程

原文：

https://www.pianshen.com/article/5064324329/

目录

• 一 介绍
• 二 原理
• 2.1 wsl组件
• 2.2 wsl运行过程
• 2.3 文件系统
• 2.4 禁忌
• 三 使用
• 3.1 安装
• 3.2 用户账户和权限
• 3.3 wsl管理
• 3.3 互操作
• 参考
• 推荐阅读

 

一 介绍

Windows Subsystem for Linux（WSL）是一个用于在本地运行linux二进制可执行文件（ELF格式）的兼容层。与虚拟机相比，wsl没有虚拟硬件的过程，而是直接在windows上虚拟一个linux内核，模拟linux系统调用，以运行linux执行文件。因此效率要比虚拟机高，但是它使用的是自己实现的init进程而不是发行版的init进程，并且几乎没有实现任何系统服务，因此只适用于软件的开发，而不是作为桌面环境或生产性的服务器。

• 并且wsl的目的也是如此，可以简单的将它理解为可以运行linux可执行文件的、类似于powershell的shell，具有互操作性（在linux中执行windows命令，在windows中执行linux命令）。
• 在我看来，失去了发行版的init后，我们主要用到的是发行版的包管理器。

二 原理

2.1 wsl组件

wsl实现的组件涉及到了用户和内核模式。在Windows NT内核模式中，LXCore，LXSS这两个驱动提供了linux内核调用的实现，即将linux调用转化为对应的windows NT内核调用；还提供了两种文件系统：VolFs（挂载在/目录上，支持linux文件系统所有特性）和DriverFs（挂载在/mnt/c，/mnt/d等等windows分区，主要为了支持系统间的互操作性）；驱动还会模拟内核的行为，对linux进程进行调度。

在用户模式下，windows提供了一种特殊的进程类型：Pico进程，来支持linux进程的运行。windows会 “放松” 对该类型进程的控制，主要交由linux虚拟内核调用和管理，即隔离性（因此需要系统的支持，低版本的系统不能使用wls的功能）。pico会将ELF二进制可执行文件装入到自己的地址空间，然后执行在linux虚拟内核提供的兼容层上。一个pico对应一个linux进程，并且pico进程也是windows的一种特殊进程，因此你可以在任务管理器上看到linux进程。

无论exe还是elf格式的二进制文件，原理上都可以在同架构的cpu上执行，只是结构不同操作系统不能解析罢了。而Pico能够解析ELF格式的二进制文件，只需要linux虚拟内核能够提供正确的系统调用，就能够运行大部分linux命令。

LXSS管理服务主要用于协调windows和linux进程之间的关系，和给于Bash.exe（并不是shell，只是我们访问wsl的入口）调用linux命令的接口。所有的运行的linux进程都会被加入到叫Linux实例（应该有LXSS记录的）中，只有第一次请求访问linux进程时才会创建Linux实例，才会创建init进程；当window关机时，会自动关闭linux实例，即关闭linux所有进程。

也就是wsl不会随windows系统自启而自启，同时没有使用发行版的init进程，导致wsl中没有服务的存在。

2.2 wsl运行过程

linux中正常的启动过程是引导程序载入内核，内核初始化后载入init进程，init进程开启各项服务，将系统配置到用户可用的状态，如多用户登录、图形界面登录等。此时linux自启完成，接着等待用户的登录，并且登录方式多种，如控制台登录、ssh登录、虚拟终端登录等等。

而wsl并不是一个真正的系统，而只是windows的一部分，可以执行linux二进制可执行文件。内核也是虚拟出来的，但是具有一定隔离性，如linux进程由虚拟内核调度，也具有互操作性。

因此当windows自启结束并加载了上述LxCore、LXSS两个驱动后，已经能够提供linux进程系统调用了。此时wsl的init进程（windows自己实现的）并不会立刻运行，即暂时没有一个linux实例。只有当第一次访问wsl时（执行Bash.exe），才会创建linux实例，执行init服务进程（图中左边）。这个init进程会伴随linux实例，直到实例结束。然后再创建bash shell 和 另一个init 进程（图中右边），在本次会话结束时（关闭Bash.exe窗口）这两个进程结束。之后再通过Bash.exe连接wsl，都只会创建bash和右边的init进程。

目前官网声称，后台进程能够在会话结束后仍然运行（一般linux中会关闭），经测试，没有标准输出的后台进程才能够存活。还是建议使用nohup。

至于详细过程，请看上图。

2.3 文件系统

上述讲到了，wsl只有两种windows设计的文件系统：VolFs和DriverFs。其中VolFs文件系统主要是为了支持linux文件系统的全部特性，如linux的文件权限、符号链接、不同于windows的文件名、文件名大小写敏感等等。

而DriveFs主要是为了挂载windows的分区，并且实现互操作性而存在。实际上就是NTFS文件系统的包装，能够让NTFS在linux中使用，即使也提供了大部分linux文件系统特性，但是限制很多，如：

• 文件目录权限全为777，实际上就算是root用户，在windows分区中也只有打开Base.exe命令拥有者的权限。说明普通用户使用root权限也不能修改c盘中大部分文件。
• 最好不要在windows下创建文件名只有大小写不同的文件，尽管NTFS支持了。
• 支持linux符号链接，为windows可执行文件创建符号链接时，注意添加后缀.exe。不要与windows的快捷方式混淆，它们目的一致，但结构不一致，不能在linux中使用。

2.4 禁忌

不要在任何情况下，使用windows工具访问、创建、修改linux发行版的文件。再安装了WSL后，可以在C盘中找到它的根目录，含有linux标准目录结构，但千万不要修改它。

linux和windows文件系统的数据存放形式是不同的，为了支持linux文件系统，wsl实现了VolFs。VolFs本质上还是使用了windows的NTFS的文件格式（因此你能够找到它），只是将Linux文件的元数据放入NTFS文件的扩展属性中。因此linux文件系统可以正常执行，而在windows看来，它的文件不存在或者空；而使用windows修改它的文件时，不会保留它的扩展属性，导致在linux中看起来不正常。

因此，如果想要实现两个系统的互操作，应该将工作目录置于windows分区内，linux文件夹外，在windows的文件夹中操作。

参考：Do not change Linux files using Windows apps and tools

三 使用

3.1 安装

wsl需要系统支持，安装之前最好将系统更新到最新版。

1. 开启linux子系统（WSL），使用管理员权限打开PowerShell，运行：

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

   • 1
2. 重启
3. 安装发行版，这里使用Ubuntu。打开应用商店，然后下载
   
4. 按win键，找到ubuntu，点击运行，它会进行初始化。然后提示输入普通用户名和密码，这是默认登录用户。ubuntu中默认root用户不能登录。
   
5. 进入Ubuntu后，更新发行版

   sudo apt update && sudo apt upgrade
   

   • 1

3.2 用户账户和权限

wsl与windows有一定隔离性，wsl的用户对linux文件、进程的权限与linux一致。但对于/mnt/c下windows的最高访问权限取决于运行Base.exe（即使使用Ubuntu.exe，最终一致）拥有者的权限。即普通windows用户以root身份运行wsl也不能随意删除、访问、修改c盘文件。

3.3 wsl管理

有三种运行wsl的方法：

• 发行版提供的app，如ubuntu：进入到linux家目录
• wsl.exe或bash.exe：linux置当前目录为工作目录
• wsl [command] 或 bash -c [command]：运行linux命令，当前目录作为工作目录

wsl中可以存在多个发行版，通过wslconfig管理，wslconfig /?可以查看具体功能：

• wslconfig /list [/all]：列出已注册的发行版，/all额外列出正在安装和卸载的发行版。
• wslconfig /setdefault：设置运行wsl时的默认发行版
• wslconfig /unregister：卸载发行版

具体的发行版提供的入口，如ubuntu，可以设置默认用户，详细参考ubuntu /?

3.3 互操作

上面多次提到互操作性，也就是可以在windows中运行linux进程，在linux中运行windows进程，并且支持两个不同进程间的输入输出重定向。

在windows中使用wsl [command]运行linux命令，需要注意：

• linux命令使用当前目录作为工作目录
• 对于windows文件，拥有运行WSL的windows用户权限；对于linux文件拥有登录用户权限
• 文件路径使用linux格式

例子：

C:\temp> wsl ls -la
<- contents of C:\temp ->

C:\temp> wsl sudo apt-get update
[sudo] password for username:
Hit:1 https://archive.ubuntu.com/ubuntu xenial InRelease
Get:2 https://security.ubuntu.com/ubuntu xenial-security InRelease [94.5 kB]

C:\temp> wsl ls -la | findstr "foo"
-rwxrwxrwx 1 root root     14 Sep 27 14:26 foo.bat

C:\temp> dir | wsl grep foo
09/27/2016  02:26 PM                14 foo.bat

C:\temp> wsl ls -la > out.txt

C:\temp> wsl ls -la /proc/cpuinfo
-r--r--r-- 1 root root 0 Sep 28 11:28 /proc/cpuinfo

C:\temp> wsl ls -la "/mnt/c/Program Files"
<- contents of C:\Program Files ->

 

---

在linux中运行windows命令，使用[binary name].exe（后缀不要省略），linux可以直接访问windows命令的原因在于linux共享了windows的PATH环境变量（我猜是linux中唯一的守护进程init做的）。需要注意：

• 一般windows命令的工作目录为当前linux的工作目录。如果linux工作目录位于linux文件系统内，则windows的工作目录会改为Base.exe的工作目录（原因见2.4小节）。
• 拥有与运行WSL拥有者一致的权限
• 需要注意路径，看下面的例子

例子：

$ notepad.exe

$ ipconfig.exe | grep IPv4 | cut -d: -f2
172.21.240.1
10.159.21.24

$ ls -la | findstr.exe foo.txt

$ cmd.exe /c dir
<- contents of C:\ ->

$#cmd 原生命名需要通过cmd.exe运行
$ cmd.exe /C dir
<- contents of C:\ ->

$ PING.EXE www.microsoft.com
Pinging e1863.dspb.akamaiedge.net [2600:1409:a:5a2::747] with 32 bytes of data:
Reply from 2600:1409:a:5a2::747: time=2ms

$ notepad.exe "C:\temp\foo.txt"
$ notepad.exe C:\\temp\\foo.txt

 

参考

• 微软官方文档：介绍了安装、使用
• Learn About Windows Console & Windows Subsystem For Linux (WSL)：介绍了wsl原理
• wsl wiki
• Do not change Linux files using Windows apps and tools:来自Rich的警告
• wsl官方博客集合

推荐阅读

Setting Up WSL with Graphics and Audio：对WSL理解的很好

标签：exe,windows,wsl,WSL,init,linux,进程
来源： https://www.cnblogs.com/panpanwelcome/p/14964674.html

本站声明： 1. iCode9 技术分享网（下文简称本站）提供的所有内容，仅供技术学习、探讨和分享；
2. 关于本站的所有留言、评论、转载及引用，纯属内容发起人的个人观点，与本站观点和立场无关；
3. 关于本站的所有言论和文字，纯属内容发起人的个人观点，与本站观点和立场无关；
4. 本站文章均是网友提供，不完全保证技术分享内容的完整性、准确性、时效性、风险性和版权归属；如您发现该文章侵犯了您的权益，可联系我们第一时间进行删除；
5. 本站为非盈利性的个人网站，所有内容不会用来进行牟利，也不会利用任何形式的广告来间接获益，纯粹是为了广大技术爱好者提供技术内容和技术思想的分享性交流网站。