在 Windows 中使用 WSL 编译 Linux 和 U-Boot

shuszhao

1). 简介
通常当编译 Linux、U-Boot 相关源代码时，由于编译工具或者文件系统限制，这些任务需要在 Linux 发行版中完成，如常见的 Ubuntu、Fedora、Linux Mint、Arch Linux 等。在电脑安装双系统，或者虚拟机，是使用 Linux 发行版的主要方式。Windows 推出的 WSL （Windows Subsystem for Linux）则提供了另外一种方式来使用 Linux 系统。本文接下来将介绍如何在 Windows 10 电脑上使用 WSL 来编译使用NXP iMX8 ARM平台的 Linux、U-Boot 和 Device tree overlays。

本文所演示的ARM平台来自于Toradex 基于NXP iMX8QM ARM处理器的Apalis iMX8QM ARM嵌入式平台。


2). 编译流程
WSL 有两个版本，这里我们将使用 WSL 2。在开始安装 WSL之前，推荐先安装 Windows Terminal。这是微软新推出的终端工具，可以很好的兼容 WSL。并且还直接集成了一些 Linux 的命令工具，如  ssh、scp。
WSL 具体的安装方法请参考微软官方的适用于 Linux 的 Windows 子系统安装指南 (Windows 10)。安装完毕后我们将使用 Ubuntu-20.04 为例进行编译演示。
打开 Windows Terminal 点击标签页旁边的 + ，可以看到刚才安装的 Ubuntu-20.04 WSL 已经自动出现在其中。点击后即可启动 Ubuntu 。目前的 WSL 还不支持图形，所以接下来的操作会在 Windows Terminal 以命令行的形式完成。

                                             

                               
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进入Ubuntu-20.04 WSL后，命令操作的形式和通常的 Ubuntu 没有区别。首先安装一些编译所需的软件。
sudo apt update
sudo apt install make bison flex
sudo apt install build-essential
sudo apt install libncurses-dev
sudo apt install libssl-dev
交叉编译工具 gcc 的安装可以通过两种形式。在 Ubuntu-20.04 WSL 中通过 wget 等命令直接下载。另外还可以在Windows  电脑上通过浏览器下载，然后使用 Windows 的文件浏览器直接访问  Ubuntu-20.04 WSL 的文件系统，将编译工具复制进去。交叉编译工具的选择可以参考这里。
在文件浏览器中输入 \\wsl$\，其会显示电脑上可以用的 WSL 实例文件系统。例如将适用于 Apalis iMX8QM Linux BSP 5.0 的  gcc-arm-9.2-2019.12-x86_64-aarch64-none-linux-gnu.tar.xz 复制到 Ubuntu-20.04/home/ben 目录下。

                               
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重新回到 Windows Terminal 命令行终端，解压该工具，并设置环境变量。
tar vxf gcc-arm-9.2-2019.12-x86_64-aarch64-none-linux-gnu.tar.xz
export ARCH=arm64
export DTC_FLAGS="-@"
export PATH=/home/ben/gcc-arm-9.2-2019.12-x86_64-aarch64-none-linux-gnu/bin/PATH
export CROSS_COMPILE=aarch64-none-linux-gnu-
使用 git 工具下载 Linux、U-Boot 源码。
git config --global user.name "XXX"
git config --global user.email your_email
git clone -b toradex_imx_v2020.04_5.4.24_2.1.0 git://git.toradex.cn/u-boot-toradex.git
git clone -b toradex_5.4-2.1.x-imx git://git.toradex.cn/linux-toradex.git
git clone -b toradex_5.4-2.1.x-imx git://git.toradex.cn/device-tree-overlays.git

详细的编译步骤和说明可以参考我们开发者中心的相关网页说明。
例如编译 U-boot
make apalis-imx8_defconfig
make -j3 2>&1 | tee build.log
例如编译 Linux 和 device tree
make defconfig
make -j3 Image 2>&1 | tee build.log
make DTC_FLAGS="-@" freescale/fsl-imx8qm-apalis-ixora-v1.1.dtb

编译 Device tree overlays
cpp -nostdinc -I ../../linux-toradex/arch/arm64/boot/dts/freescale -I ../../linux-toradex/include -undef -x assembler-with-cpp
apalis-imx8_atmel-mxt_overlay.dts apalis-imx8_atmel-mxt_overlay.dts.preprocessed
dtc -@ -Hepapr -I dts -O dtb -i ../../linux-toradex/arch/arm64/boot/dts/freescale -o apalis-imx8_atmel-mxt_overlay.dtbo
apalis-imx8_atmel-mxt_overlay.dts.preprocessed

当这些都编译好以后，生成的文件都可以通过文件浏览器将其复制出来。

                               
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在完成编译工作后，Windows Terminal 命令行终端输入 exit 命令即可退出 WSL，但其仍在后台运行。通过以下命令来查看仍在运行的 WSL 实例，并将其关闭。
PS C:\Users\Ben> wsl --list --running
适用于 Linux 的 Windows 子系统分发版:
Ubuntu-20.04 (默认)
PS C:\Users\Ben> wsl --terminate Ubuntu-20.04


3). 总结
借助 WSL运行 Linux 发行版，为 Linux 开发人员提供一种简便的方式，免去双系统的切换，或者安装庞大的虚拟机系统。WSL 是直接运行在 CPU 上，避免了虚拟化技术的开销。目前该技术也有限制，如WSL 还无法使用图形界面，从而使得一些需要借助图形化界面 IDE 如 Eclipse 完成的 C/C++ 应用开发还不是很适合。当然网络上也有关于如何在WSL 安装 X11 并通过远程桌面的方式来开启图形界面的说明，但这会影响到 WSL 的性能。WSL 的方式比较适合不需要借助图形界面的编译任务，如make、cmake 编译，甚至是  Yocto 编译等

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