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基于wsl安装esp32-idf开发环境

2024-06-26


  • wsl 安装

    • 1. 检查 BIOS 是否开启了虚拟化

    • 2. 启用wsl功能

    • 3.安装 Ubuntu

  • 安装usbipd-win

    • 1. 下载

    • 2. 常用命令

    • 3. 使用demo

  • 安装esp32-idf开发环境

    • 安装vscode-esp-idf插件

    • 安装esp32开发环境

    • 使用

    • Windows和wsl编译环境来回切换

原先是在Windows环境下，在vscode下使用esp-idf插件进行esp32s3的相关开发，在vscode下使用esp-idf插件可以使安装环境更加的简单和清爽。但是唯一的缺点就是在Windows下编译是在时太慢了，特别是修改过menuconfig后，触发全局编译，那真是等着难受。听说在linux下编译比较快，所以想尝试在wsl下进行编译，加快编译环境。

编译时间对比（以下只是粗略对比，仅仅是相对时间有价值，绝对时间和电脑性能相关）。可以看出，wsl下的编译时长有明显提升。

均编译Heelo_Wolddemo(（先清除编译，再开始编译）

Windowswsl
04:11.0501:00.59

wsl 安装

WSL（Windows Subsyetem for Linux） 目前已发布两代产品：WSL1 和 WSL2。WSL2 则利用 Windows 的 Hyper-V 功能，通过虚拟化技术直接运行 Linux 虚拟机，更接近原生 Linux 操作系统体验。

注意：以下的wsl均指wsl2

1. 检查 BIOS 是否开启了虚拟化

ctrl+shfit+esc进入任务管理器，查看 BIOS 是否开启虚拟化。

如果显示禁用，则要进入BIOS，在config中将Intel Virtual Technology设置为true。

2. 启用wsl功能

打开控制面板 -> 程序和功能 -> 启动或关闭Windows功能 -> Hyper & 适用于linux的Windows系统-> 点击确认，等待安装完成。

3.安装 Ubuntu

直接在Microsoft Store中搜索“ubuntu”

直接选择安装即可。

安装完毕后，点击“启动”，或者按 Win+R，输入 wsl，即可开始按照提示创建用户名（username）和密码（password）了。

之后，可以在 Win+R 中输入 wsl，开始WSL。

安装usbipd-win

wsl无法获取USB设备，必须使用usbipd-win将连接到windows上的usb设备转接到wsl中。

1. 下载

在github中下载最新的usbipd-win^1

直接点击subipd-win.msi安装，安装完毕后根据提示重启电脑

2. 常用命令

  • usbipd attach
    • Description:
     连接一个USB设备到客户端
     
    Usage:
      usbipd attach [options]

    Options:
      -a, --auto-attach                     当设备断开时，重新连接
      -b, --busid <BUSID>                   通过 <BUSID>连接设备
      -i, --hardware-id <VID:PID>            通过<VID>:<PID>连接设备
      -w, --wsl <[DISTRIBUTION]> (REQUIRED)  链接到WSL（可以指定Ubuntu的版本）
      -?, -h, --help                         显示帮助信息
  • usbipd bind
    • Description:
     注册一个设备用于共享

    Usage:
      usbipd bind [options]

    Options:
      -b, --busid <BUSID>          通过 <BUSID>共享设备
      -f, --force                  强制绑定，Windows无法使用
      -i, --hardware-id <VID:PID>  通过 <VID>:<PID>共享设备
      -?, -h, --help               帮助
  • usbipd detach
    • Description:
     断开一个或者多个设备
     
    Usage:
      usbipd detach [options]

    Options:
      -a, --all                    断开所以设备
      -b, --busid <BUSID>          断开 <BUSID>设备
      -i, --hardware-id <VID:PID>  断开 <VID>:<PID>设备
      -?, -h, --help               帮助
  • usbipd list

    • 列出当前连接的 USB 设备

  • usbipd unbind
    • Description:
       取消共享，如果设备已经连接到其他客户端，设备立即和客户端断开

    Usage:
      usbipd unbind [options]

    Options:
      -a, --all                    停止共享所有设备
      -b, --busid <BUSID>          停止<BUSID>设备
      -g, --guid <GUID>            Stop sharing persisted device having <GUID>
      -i, --hardware-id <VID:PID>  停止共享 <VID>:<PID>设备
      -?, -h, --help               帮助

    3. 使用demo

    挂载设备

    常用命令

    # 1.查看帮助，可以列出所有的usbipd命令
    usbipd --help
    # 2. 列出目前所有的USB设备
    usbipd list
    # 3. 共享某个设备
    usbipd bind --busid=<BUSID>
    # 4. 将设备挂载在wsl下
    usbipd attach -wsl --busid=<BUSID>

  • 将esp32连接到电脑；

  • 在Windows下打开终端，通过usbipd list查看目前Windows下挂了哪些设备；

    • PS C:\Users\haijun> usbipd list
    Connected:
    BUSID  VID:PID    DEVICE                                                        STATE
    2-1    17ef:60ff  USB 输入设备                                                  Not shared
    2-3    06cb:00fc  Synaptics UWP WBDI                                            Not shared
    2-4    174f:2454  Integrated Camera, Integrated IR Camera                       Not shared
    2-7    303a:1001  USB 串行设备 (COM8), USB JTAG/serial debug unit               Not shared
    2-10   8087:0026  英特尔(R) 无线 Bluetooth(R)                                   Not shared

    可知本台电脑，挂载5个设备，和esp32连接的USB设备为2-7，其状态为not shared。

  • 通过usbipd bind共享USB设备;
    • PS C:\Users\haijun> usbipd bind -b 2-7

    再次查看设备状态

    PS C:\Users\haijun> usbipd list       
    Connected:
    BUSID  VID:PID    DEVICE                                                        STATE
    2-1    17ef:60ff  USB 输入设备                                                  Not shared
    2-3    06cb:00fc  Synaptics UWP WBDI                                            Not shared
    2-4    174f:2454  Integrated Camera, Integrated IR Camera                       Not shared
    2-7    303a:1001  USB 串行设备 (COM8), USB JTAG/serial debug unit               Shared
    2-10   8087:0026  英特尔(R) 无线 Bluetooth(R)                                   Not shared

    Persisted:
    GUID                                  DEVICE
    5fcf8573-b9b6-4cbb-81e1-4cdafbb7982d  Silicon Labs CP210x USB to UART Bridge (COM3)

    设备状态变成shared，说明共享成功。

    注意：一旦设备被共享，重新拔插以后，该设备仍处于共享状态，即对于同一设备，该命令只需要运行一次

  • 通过usbipd attach将设备挂载到wsl下；
    • PS C:\Users\haijun> usbipd attach -w -b 2-7
    usbipd: info: Using WSL distribution 'Ubuntu-20.04' to attach; the device will be available in all WSL 2 distributions.
    usbipd: info: Using IP address 172.19.32.1 to reach the host.

    再次查看设备状态

    PS C:\Users\haijun> usbipd list
    Connected:
    BUSID  VID:PID    DEVICE                                                        STATE
    2-1    17ef:60ff  USB 输入设备                                                  Not shared
    2-3    06cb:00fc  Synaptics UWP WBDI                                            Not shared
    2-4    174f:2454  Integrated Camera, Integrated IR Camera                       Not shared
    2-7    1a86:55d3  USB-Enhanced-SERIAL CH343 (COM4)                              Shared
    2-10   8087:0026  英特尔(R) 无线 Bluetooth(R)                                   Not shared

    Persisted:
    GUID                                  DEVICE
    2abd5a66-7692-48f4-8cc4-f4b90ac84aff  USB 串行设备 (COM8), USB JTAG/serial debug unit
    5fcf8573-b9b6-4cbb-81e1-4cdafbb7982d  Silicon Labs CP210x USB to UART Bridge (COM3)

    设备状态变成Attached，说明挂载成功。

    注意：在使用 usbipd attach -w -b 2-7前必须先开启wsl

  • 验证

    • 在wsl中查看USB设备

    haijun@zs-duhaijun:~$ ls /dev/ttyA*
    /dev/ttyACM0

    可以看出多了个/dev/ttyACM0设备

    卸载设备

    # 卸载指定设备
    PS C:\Users\haijun> usbipd detach -b 2-7
    # or 卸载全部设备
    usbipd detach -a

    再次查看设备状态

    PS C:\Users\haijun> usbipd list
    Connected:
    BUSID  VID:PID    DEVICE                                                        STATE
    2-1    17ef:60ff  USB 输入设备                                                  Not shared
    2-3    06cb:00fc  Synaptics UWP WBDI                                            Not shared
    2-4    174f:2454  Integrated Camera, Integrated IR Camera                       Not shared
    2-7    1a86:55d3  USB-Enhanced-SERIAL CH343 (COM4)                              Shared
    2-10   8087:0026  英特尔(R) 无线 Bluetooth(R)                                   Not shared

    可知设备变成Shared状态，说明卸载成功；

    如果想停止共享使用unbind命令，因为只要卸载了设备，Windows下就可以正常使用了，所以一般不需要使用unbind.

    如果不像每次usbpipd list时都看到以前共享的设备，但是目前又没有连接到电脑上的设备，可以使用unbind

    usbipd unbind -g <GUID> 

    安装esp32-idf开发环境

    安装vscode-esp-idf插件

  • 检查remote-ssh插件是否安装；

    • image-20231208225310680
  • 连接wsl；

  • 连接以后，安装ESP32-idf；

    • 注意：本地安装的插件不会自动安装到wsl中，所以在安装ESP32-idf插件时，将和c、cmake、python相关的插件一起安装到wsl中

    安装esp32开发环境

  • 在wsl环境中安装相关依赖
    • sudo apt-get install git wget flex bison gperf python3-pip python3-venv python3-setuptools cmake ninja-build ccache libffi-dev libssl-dev dfu-util
  • 在vscode中通过ctr+shift+p打开命令面板 -> 输入figconESP-IDF:Config ESP-IDF extension打开安装esp-idf安装界面。


    • 下载服务器尽量选择Espressif，因为它可以防止因为网络问题，导致下载失败；
    • esp-idf版本尽量选择最新的，即第一个（我原先选择过v5.1，可以正常下载，但是环境总有一点小问题：提示找不到编译链）
    • 后面的安装路径随意；
    • python版本默认就行
  • 等待安装完成

    • 安装时间和网络有关，可以通过终端的输出查看安装信息，有任何的报错均会显示。

    安装完成的界面如下

    如果要使用openocd，请按照提示设置操作。

    使用

    通过hello_worlddemo检验是否可以正常编译和下载

    在hello_world.vscode/c_cpp_properties.json中的编译路径显示正常，编译一般就不会出错。

    下载时可能报以下错误：

    A fatal error occurred: Could not open /dev/ttyACM0, the port is busy or doesn't exist.
    ([Errno 13] could not open port /dev/ttyACM0: [Errno 13] Permission denied: '    /dev/ttyACM0'

    原因：通过查询USB设备权限知道，设备没有可执行权限

    haijun@zs-duhaijun:~$ ll /dev/ttyA*
    crw------- 1 root root 166, 0 Dec  9 23:56 /dev/ttyACM0

    解决：添加可执行权限

    haijun@zs-duhaijun:~$ sudo chmod 700 /dev/ttyACM0 
    [sudo] password for haijun: 
    haijun@zs-duhaijun:~$ ll /dev/ttyA*
    crwx------ 1 root root 166, 0 Dec 10 11:09 /dev/ttyACM0

    Windows和wsl编译环境来回切换

    如果从wsl切换到Windows，esp-idf的插件会报以下乱码

    Command failed: dfu-util --version
    'dfu-util' �����ڲ����ⲿ���Ҳ���ǿ����еij���
    ���������ļ���
    Error checking dfu-util version
    Error: Command failed: dfu-util --version
    'dfu-util' �����ڲ����ⲿ���Ҳ���ǿ����еij���
    ���������ļ���

    这应该是sp-idf的插件配置使用的是wsl那一套，导致环境不兼容。需要手动选择选择下环境

  • 通过ctr+shift+p打开命令面板 -> 输入figconESP-IDF:Config ESP-IDF extension打开安装esp-idf安装界面。

  • 点击USE EXISTING SETUP

  • 选择在Windows下的安装路径

    • 等待它重新安装虚拟环境

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