如何让WSL2使用自己编译的内核

如何让WSL2使用自己编译的内核写在前面 | 前置知识

近日，操作系统实验课程布置了第一项任务——编译Linux的内核。

由于编译Linux内核需要用到Linux下的各种库，因此我们很难在Linux以外的操作系统进行内核的编译。

大多同学选择使用虚拟机，通过安装一个Ubuntu之类的操作系统来编译内核。

那么，如果我不想只为了编译一个内核而安装一个新的操作系统呢

比如使用WSL，实现直接在Windows下编译Linux内核

有一点是利用常识就能知道的：在Windows下跑的Linux的内核，必然经过微软修改过的

显眼的"microsoft-standard"

但无论如何，WSL2上使用的内核是真正的Linux内核，因此它一定来自现有的Linux开源项目，那么我们一定有办法利用现有的Linux版本，将它通过一定的配置编译成"microsoft-stand"

事实上，通过十分简单的流程我们就可以做到让WSL2使用我们自己编译的内核：

一个示例

不过为了确保大家实验成功，我想先讲些前置知识

什么是WSL，以及WSL2的安装

如果你已经知道什么是WSL，并且知道WSL1和WSL2的区别，想直接实操，那么可以跳到 处观看。

WSL是windows subsystem for Linux的缩写，微软通过运行一层兼容层的方法让Windows的NT内核可以运行GNU套件，使得Windows得以兼容Unix-like系统常用的POSIX接口的程序。

如果你是第一次使用WSLwindows内核，你可以通过：

快捷键 win+X -> 应用和功能 -> 程序和功能 -> 启用或关闭Windows功能 中打开“适用于Linux的Windows子系统”的选项。

由于本实验使用到的是WSL2，因此我们还需要打开Hyper-V和Windows虚拟机监控程序平台两项

注：如果使用的是15.5版本以下的VMware等版本较低的虚拟机平台，它们是不能和Hyper-V共存的，将虚拟机平台更新后便可同时使用WSL2与虚拟机

WSL1和WSL2在底层的原理完全不同，因此你必须确保你机器上跑的是version 2而不是version 1

个人理解如下：

WSL1：相当于微软实现了GNU/Windows，它并没有真正的Linux内核，而是利用Windows内核的API实现了对GNU/Linux上层的GNU套件的兼容

WSL2：拥有真正Linux内核的轻量虚拟机，因此我们才有可能对它”换内核“

同时，有必要确保你现在的电脑运行的是Windows10 2004以上的版本，只有新的Windows10可以运行WSL2

终端输入：

winver

输入以下命令可以确保新安装的Linux是WSL2而不是WSL1

wsl --set-default-version 2

接下来就可以在Microsoft Store搜索Linux或使用其他方式安装所需的Linux发行版了，这种教程网上有许多，本文便不进行展开

这里多嘴一句，如果不清楚别人到底叫你输入了什么命令，一般可以通过--help等选项来查看这个命令究竟是怎么用的，比如：

wsl --help

这样我们就可以看到Windows subsystem for Linux的各种用法

比如打包、导入、导出自己的WSL环境

向下翻滚我们可以发现：如果你不想再装一个新版本的Linux，你也可以把现存的WSL1的Linux转换为WSL2

wsl --set-version ubuntu 2

对比虚拟机，使用WSL2编译内核的好处

那么，为什么要不按照老师的要求使用虚拟机编译，而是要在WSL2下编译实验一呢？

目前我发现的好处如下：

总结以上几点，WSL2编译的优势：

如何编译WSL2的内核

以下命令全都在WSL2的终端中执行！

编译的思路来自WSL2内核项目的\README-Mircrosoft.WSL2

流程概览

整体步骤与通常编译Linux内核相似，只是Makefile使用的.config文件来自微软；同时WSL2显然也不是用grub启动的，因此需要在Windows的某目录下替换内核文件

由于WSL的启动目录是通常是Windows下的用户目录，其NTFS格式很有可能令编译过程出现各种奇奇怪怪的错误，因此建议编译前最好切换到WSL2的Linux的目录下。比如在用户的家目录：

cd ~

内核下载

你可以直接浏览器下载压缩包再移到WSL2中，但这里我们使用镜像站提供的内核，这样下载会快些：

wget https://mirrors.edge.kernel.org/pub/linux/kernel/v5.x/linux-5.9.9.tar.gz
tar xvzf ./linux-5.9.9.tar.gz #解压到当前目录
cd ./linux-5.9.9.tar.gz #切换到解压好的目录

设置编译配置文件

正如上面反复强调的，我们使用的是微软的配置，项目的链接：

microsoft/WSL2-Linux-Kernel: The source for the Linux kernel used in Windows Subsystem for Linux 2 (WSL2) (github.com)

我们需要的配置文件在/Microsoft/文件夹内

在将要执行编译的工作区目录创建配置文件

touch .config

接下来我们想办法把微软配置文件的内容拷贝到.config就完事了

比如vi .config后，Ctrl+Shift+V 粘贴内容再保存退出

但是由于这个文件实在是太长很难直接拷贝，因此最好能使用命令行解决（但是问题是能直接显示源码的raw.github被墙了

配置文件添加个人信息

如果你是来做作业的，那么肯定涉及”在内核版本号添加个人学号信息“的一项任务

对于WSL2内核的编译，我们可以改两处地方

1. 修改Makefile

那么我们可以用记事本编辑对应的地方再保存

notepad.exe .\Makefile

没错，使用记事本打开Linux的文件，WSL就是这么的梦幻

2.修改.config

为了防止编译完后的内核号中出现-microsoft-standard，我们还需要修改微软的.config

notepad.exe .\.config

将-microsoft-standart替换成自己的信息再保存即可

安装编译包

正式编译前，我们还需要安装各种编译的依赖项

在WSL2内核项目的\README-Mircrosoft.WSL2中我们可以知道所需的软件包，这里使用Ubuntu做示例

# 记得换源、更新软件包！
apt update #更新源
apt install build-essential flex bison libssl-dev libelf-dev

有没有发现这里的命令全都不带sudo？进入WSL2后用户默认就有超级用户的权限，因此WSL下通常不会出现权限问题，这也算是WSL的优点之一吧

正式编译

make -j8;make modules -j8;make modules_install -j8;make install -j8

make一把梭，由于我们目录下已经有了自己的.config文件，因此不像官方示例一样要使用make KCONFIG_CONFIG=Microsoft/config-wsl

其实WSL2内核的编译，似乎只用一个make就行了，由于WSL2构造和普通Linux不同，似乎后面的make modules都没用。但是为了保险起见，我还是都写了

-j8是多线程编译，可以让你编译的速度快许多（否则它只是感人的单线程）。我的Surface Pro7是4核8线程，因此使用-j8，而我的8核16线程的电脑上则可以开-j16

编译开始后会有一堆内核编译选项，我们一路回车下去全部使用默认的即可

接着，编译就正式开始了，编译时间的长短取决于CPU的绝对性能和电脑的散热。我的Surface Pro7在编译过程中发生了比较严重的降频，最后花了12分钟才运行完

最后编译完成，注意红框处的提示。这里显示的Kernel: arch/x86/boot/bzImage is ready (#1)就是编译后生成的内核的位置

cd ./arch/x86/boot
 explorer.exe .

此路径中的bzImage就是我们编译出的WSL2的内核了

如何替换现有的内核

显然，和虚拟机不同，wsl2并不是使用grub启动的，我们需要的是替换在Windows某目录下的内核文件：

C:\WINDOWS\System32\lxss\tools

这个目录即是WSL2的启动目录，红框处的kernel即为WSL2现有的内核

是不是感觉这个目录的结构和Linux的/boot极为相似？

接下来我们要做的，就仅仅是把bzImage拖到这个目录里，并且将其改名为kernel而已

要注意给原来的kernel备份一下哦

在Windows的终端中输入

wsl --shutdown

关闭WSL2，再重新打开终端即可

uname -r #检查内核版本

显然，我们的WSL2换上了全新的、我们自己编译的内核

接着就可以用screenfetch或者neofetch等工具来截图炫耀啦~

换内核前：

换内核后：

这样，我们就有了内核版本号为5.x的WSL2！Enjoy it！

（编辑：晋中站长网）

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