通過WSL2 Ubuntu18.04搭建CANN算子開發環境

通過WSL2 ubuntu18.04搭建CANN算子開發環境

不少開發者的個人電腦的主操作系統為Windows，但CANN算子的開發需要在Linux環境中進行。這個問題常見的解決方案為安裝Windows+Linux雙系統，或者安裝VMware、VirtualBox一類的虛擬機軟件，在上面配置Linux虛擬機環境。但這兩種方案有一定的局限性，安裝雙系統每次切換系統都需要重啟，且會涉及到修改啟動引導等一系列問題，安裝比較麻煩，而安裝虛擬機的方案宿主機和虛擬機的文件交換較為麻煩，且占用的資源量較多。

有沒有一個輕量級、安裝便捷、文件交換方便且性能優秀的解決方案呢？Windows Subsystem for Linux（WSL）就滿足了這幾個需求。WSL2作為WSL1的升級版，有著完整的 Linux 內核和完全的系統調用兼容性，甚至可以調用GPU加速計算。

本文記錄了在WSL2 Ubuntu18.04發行版上配置CANN算子開發環境的全過程，供各位昇騰開發者參考。

1. 環境介紹

CPU：Intel(R) Core(TM) i7-9750H CPU @ 2.60GHz

內存：16G

系統版本：Windows 10 Pro x64 21H1

CANN版本：社區版 5.0.3.alpha005

2. 安裝WSL2系統內核

安裝前請確認Windows和BIOS是否支持并已經開啟虛擬化。

2.1 簡易安裝

參考鏈接：https://docs.microsoft.com/zh-cn/windows/wsl/install

如果您的Windows版本為Windows 10 版本 2004 及更高版本（內部版本 19041 及更高版本）或 Windows 11。那么安裝WSL2將較為簡單，只需要在Powershell中輸入以下命令，WSL2就會自動下載下載最新的 Linux 內核，將 WSL 2 設置為默認值，并安裝Ubuntu18.04。

wsl.exe --install -d Ubuntu-18.04

2.2 手動安裝

參考鏈接：https://docs.microsoft.com/zh-cn/windows/wsl/install-manual

如果您的Windows版本高于1903，但低于版本2004，可以升級Windows至2004及更高的版本，然后執行簡易安裝的命令，如果不希望進行升級，則可采用手動安裝的方式。低于1903的版本，必須升級Windows版本才能安裝WSL2，否則只能安裝WSL1。安裝步驟如下

2.2.1 啟用WSL：以管理員身份打開PowerShell，運行以下代碼：

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

2.2.2 啟用虛擬機功能：以管理員身份打開PowerShell，運行以下代碼后重啟計算機：

dism.exe /online /enable-feature /featurename:VirtualMachinePlatform /all /norestart

2.2.3 下載Linux內核

-：適用于 x64 計算機的 WSL2 Linux 內核更新包，下載后雙擊安裝。

2.2.4 設置WSL2為默認WSL版本

wsl --set-default-version 2

2.2.5 下載Ubuntu18.04發行版

打開Microsoft Store，搜索Ubuntu 18.04 LTS，點擊“獲取”按鈕進行下載安裝。

2.3 檢查是否已經安裝Ubuntu 18.04

當開始菜單中出現Ubuntu 18.04 LTS時，說明WSL2 Ubuntu18.04發行版已經安裝成功。

2.4 配置Ubuntu 18.04

點擊Ubuntu 18.04 LTS的圖標后，會出現以下對話框。稍等片刻后，會要求您設置用戶名和密碼，請按照提示進行配置。

配置完成后，如果出現以下界面，就說明Ubuntu已經配置完成。本文配置的用戶名為davilsu，下文中涉及路徑設置時，需要把用戶名改為上一步設置的用戶名。

3. 安裝系統依賴項

3.1 替換軟件源并進行升級

Ubuntu官方源服務器不在國內，下載速度非常慢，把軟件源服務器換成國內源能加速下載軟件包，大幅縮短下載時間，有效提升開發者的幸福感。常用的國內軟件源包括清華源、阿里源等等，這里以阿里源為例，進行軟件源配置。注意這里一定要選Ubuntu 18.04的軟件源。

清華源鏈接：https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/help/ubuntu/

阿里源鏈接：https://developer.aliyun.com/mirror/ubuntu?spm=a2c6h.13651102.0.0.3e221b11E2BHIM

3.1.1 輸入sudo su命令并輸入密碼，進入root用戶

3.1.2 備份Ubuntu官方軟件源

mv /etc/apt/sources.list /etc/apt/sources.list.bak

3.1.3 編輯軟件源

vim /etc/apt/sources.list

將您在鏡像站復制的軟件源粘貼在vim文本編輯器中，以阿里源為例。

輸入wq! 進行保存

3.1.4 進行更新

配置好軟件源后，建議進行一次軟件源更新，并更新系統軟件。命令如下：

sudo apt update && apt upgrade -y

等待軟件更新完成即可，具體耗時和網速、磁盤性能等因素有關。

3.2 安裝CANN依賴項

參考鏈接：https://support.huaweicloud.com/instg-cli-cann503-alpha002/atlasdeploy_03_0002.html

3.2.1 安裝系統依賴項

WSL2 Ubuntu 18.04安裝完成后，已安裝的軟件包并不完全包含CANN依賴項，需要執行以下命令，安裝系統依賴項。

sudo apt-get install -y gcc g++ make cmake zlib1g zlib1g-dev openssl libsqlite3-dev libssl-dev libffi-dev unzip pciutils net-tools libblas-dev gfortran libblas3 libopenblas-dev libncursesw5-dev

3.2.2 安裝Python3.7

由于WSL2 Ubuntu 18.04默認安裝的Python版本為Python3.6，不滿足版本為3.7的要求，需要手動編譯Python3.7并安裝。從更新日志可以看到，在Python3.7.8后不再進行bug修復，僅進行安全性修復。

目前Python3.7的最新版本為3.7.12，經測試該版本可用，建議安裝最新版本。這里以3.7.12為例進行編譯安裝，有特殊需求的開發者可以自行選擇需要的Python3.7版本。

安裝步驟如下：

參考鏈接：https://support.huaweicloud.com/instg-cli-cann503-alpha002/atlasdeploy_03_0022.html

3.2.2.1 下載并解壓Python3.7.12源碼

wget https://www.python.org/ftp/python/3.7.12/Python-3.7.12.tgz tar -zxvf Python-3.7.12.tgz

3.2.2.2 配置Python3.7.12編譯

cd Python-3.7.12 ./configure --prefix=/usr/local/python3.7.12--enable-loadable-sqlite-extensions --enable-shared

可以將第二行的命令改為

./configure --prefix=/usr/local/python3.7.12--enable-loadable-sqlite-extensions --enable-shared --enable-optimizations

這樣會啟用Python編譯優化選項，有助于提高Python運行性能，但是加上這個參數后會大幅延長Python編譯時間。

3.2.2.3 編譯安裝Python3.7.12

make -j6 sudo make install

make命令后面的-j參數用于指定編譯線程數，請根據CPU線程數和內存大小合理設置，一般不應超過CPU線程數，而更多的線程數也會提升內存的占用。本次安裝測試環境CPU為六核十二線程，內存16G，線程數設為6較為合適。等待編譯安裝完成。

3.2.2.4 設置Python路徑

分別在root用戶和開發用戶輸入以下命令，編輯.bashrc文件

vim ~/.bashrc

在文件末尾添加以下內容

export LD_LIBRARY_PATH=/usr/local/python3.7.12/lib:$LD_LIBRARY_PATH export PATH=/usr/local/python3.7.12/bin:$PATH

配置效果如下

在root用戶下，執行以下命令，修改Python3.7.12文件夾權限，使所有用戶可以訪問執行Python3.7.12。

chmod -R 777 /usr/local/python3.7.12

安裝完成之后，執行如下命令查看安裝版本，如果返回相關版本信息，則說明安裝成功。

python3 --version pip3 --version

3.2.2.5 設置pip源

將pip源設置為國內源，提升下載速度，這里以華為源為例。

mkdir ~/.pip cd ~/.pip vim pip.conf

修改文件內容為

[global] index-url = https://mirrors.huaweicloud.com/repository/pypi/simple trusted-host = mirrors.huaweicloud.com timeout = 120

3.2.2.6 安裝CANN Python依賴項

輸入以下命令進行安裝

pip3 install attrs numpy decorator sympy cffi pyyaml pathlib2 psutil protobuf scipy requests

4. 安裝CANN軟件包

4.1 下載CANN toolkit軟件包

進入CANN社區版官網：https://www.hiascend.com/software/cann/community

選擇x86-64，下載Ascend-cann-toolkit_5.0.3.alpha005_linux-x86_64.run。

此時下載的文件位于Windows下，如何拷貝進Linux呢？微軟考慮到了這一點，Windows下的分區全部掛載在/mnt目錄下，下圖中/mnt下的c文件夾就映射著Windows下的C盤

此時我們輸入以下命令，就可以將Windows下載的安裝包拷貝到Linux下了，這里假設軟件包下載在Windows的桌面上。

cp /mnt/c/Users/DavilSu/Desktop/Ascend-cann-toolkit_5.0.3.alpha005_linux-x86_64.run .

這樣就實現了Windows到Linux的文件拷貝操作。

4.2 安裝CANN toolkit軟件包

登入開發用戶，進入軟件包所在目錄，執行以下命令進行安裝。

./Ascend-cann-toolkit_5.0.3.alpha005_linux-x86_64.run --install

出現這個界面時，CANN toolkit就安裝完成了。

接下來輸入vim ~/.bashrc，在文件末尾加上下面內容，實現打開終端自動配置CANN toolkit路徑

source /home/davilsu/Ascend/ascend-toolkit/set-env.sh

輸入wq!?進行保存。

至此WSL2 Ubuntu18.04 CANN算子開發環境就搭建完成了。

5. 配置Windows下VSCode WSL連接（可選）

上面的步驟已經完成了WSL2 Ubuntu CANN算子開發環境的配置，但WSL默認不會安裝GUI桌面，算子開發工作只能在終端下進行，這并不是非常方便。

這一部分主要介紹VSCode連接WSL2 Ubuntu18.04的步驟，實現在Windows下使用VSCode進行代碼開發。

5.1 下載安裝VSCode

請在Windows環境下載VSCode安裝包，雙擊運行并按照指引進行安裝。

下載連接：https://code.visualstudio.com/

5.2 安裝Remote-WSL插件

安裝完成后，打開VSCode，在擴展商店里搜索Remote-WSL插件并安裝。

安裝完成后，左側功能欄的擴展商店下方會出現一個遠程連接的圖標，點擊后就可以看到剛才配置的Ubuntu 18.04。

點擊連接到WSL的圖標。

Windows下的VSCode就連接到了WSL2 Ubuntu18.04，此時的WSL就等同于一個配置好了CANN開發環境的遠程服務器。

5.3 代碼編寫測試

這里編寫了一個簡單的Add TIK算子用于測試，可以看到tikdb正常運行。

Windows 昇騰

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