WSL2连接调用USB设备

声明：本文教程来源于微软官网WSL教程，链接地址：Connect USB devices

最近在学OpenCV，发现微软的WSL是个好东西，结合VS Code编辑器，无论是C++还是Python方式学习，简直是绝配，Python最好用Anaconda安装，后续要再学习机器学习、神经网络之类，甚至再搭配给Cuda，完美！可以这么说，对于只有一台安装Win11的电脑的同学而言，WSL2+Anaconda+VS Code+OpenCV+Cuda是最快速、最佳体验环境搭建方案。ps:GUI（图形界面）很容易解决，sudo apt install gedit 安装个有图形界面的应用即可，wsl会自动配置好GUI。

下面进入正题。众所周知，WSL默认不支持USB设备，学习OpenCV怎能没有摄像头！我搜遍全网，发现Google上的教程基本都是教我们从微软的WSL的Github库下载代码，然后在本地自己编译，使能USB功能。这个方法已经被多次验证是可行的，但是太繁琐了，而且要消耗不少校园网流量。最后，我不断改变检索关键词，终于访问到了微软官方的教程。废话不多说，下面介绍具体教程，有英语阅读能力的还是尽量查看官方教程，官方教程比较详细，而且更新。

提前说明一下，如果想用wsl，实现OpenCV调用摄像机处理视频，有以下方法：

1. 直接使用录制好的视频，完全能够满足实验和测试了；

2. 使用网络摄像机，或者手机安装一个IP Camera，局域网内访问IP地址：端口能够正常使用的话，那OpenCV也可以直接使用，这个是最优方法，而且实测可行的。相关APP有很多，而且如果校园网开启了IP隔离，那就笔记本开个热点就行了。

3. 老老实实的重新编译WSL内核，使能USB摄像机驱动。

系统配置要求：

Win11 （版本号22000及以上，Win10请参考官方教程：Win10连接USB设备官方教程
不支持Arm64设备，仅支持x64/x86架构
系统已经成功安装好WSL2环境
wsl2的linux内核版本号5.10.60.1及以上，查看方法：linux命令行界面输入 uname -a

步骤：

安装usbipd-win（Windows环境中）

去Github上下载usbipd-win的release文件
选择.msi文件下载，如果浏览器报错误，选择相信该文件，双击运行安装即可
其它安装方式及解读等，请访问官方教程

安装USBIP工具（Linux环境中）

Windows环境中usbip工具安装完成后，还需要在Linux环境中进行配置。下面介绍Ubuntu系统中的配置，其它系统请参考官方教程。

在Ubuntu的bash(命令行)中，运行以下指令：

sudo apt install linux-tools-5.4.0-77-generic hwdata
sudo update-alternatives --install /usr/local/bin/usbip usbip /usr/lib/linux-tools/5.4.0-77-generic/usbip 20

连接一个USB设备

工具配置好后，USB设备并没有被自动连接到WSL中，我们还需要手动进行连接。

注意：在连接USB设备前，需要确认打开的有一个WSL命令行界面，我们需要WSL2的VM环境是激活状态。

首先以管理员身份运行一个PowerShell命令行界面，然后输入以下命令：
```
usbipd wsl list
```
选择你要连接的USB设备的BUSID值，然后在PowerShell中输入以下指令：
```
usbipd wsl attach --busid <busid>   #注意，<busid>是一个整体，直接输入busid号就行，不要带<>
```
需要注意的是，输入指令后，Ubuntu的bash命令行可能会提醒需要输入密码，因为此操作需要sudo权限。
然后就可以查看USB设备是否成功连接了，Ubuntu的bash中输入以下命令：
```
lsusb
```
未连接USB时：连接成功后：可以看到，Camera已经连接到WSL中了。PowerShell中也显示Camera已经连接到Ubuntu了。
在 WSL 中使用完设备后，可以直接Windows弹出USB 设备或者直接拔掉，即从物理层面断开USB设备连接，也可以管理员模式下从 PowerShell 运行此命令：
```
usbipd wsl detach --busid <busid>  #记得修改<busid>具体号码
```

注意事项：

每次关闭wsl或者与usb设备断开连接后，需要重新连接设备，有两种重新连接USB设备的方法：
1. 上文介绍的，运行管理员模式PowerShell，usbipd命令连接；
2. Ubuntu的bash界面连接，输入以下指令：
```
usbip list -r $HOSTNAME.local     #查看已连接过的设备信息,如记得busid，该命令非必须执行命令
sudo usbip attach -r $HOSTNAME.local -b <busid>  #连接USB设备，注意替换<busid>
```

更新linux-tools-*-generic最新版本方法：

创建一个脚本文件：

#!/usr/bin/env bash

rel="$(uname -r)"
rel="${rel%%-*}"
rel=(${rel//./ })

function latest_linux_tools {
    apt-cache search linux-tools |
    awk -v cur_ver="${rel[*]}" '
    /^linux-tools([-\.][0-9]+)+-generic\>/ {
        ltg_package=$1
        gsub(/[^0-9]+/," ",$1);
        gsub(/^\s*/,"",$1);
        split($1,ltg_ver,/\s*/);
        split(cur_ver,cmp_ver,/\s*/)
        if (ltg_ver[1]<=cmp_ver[1] && ltg_ver[2]<=cmp_ver[2] && ltg_ver[3]<=cmp_ver[3]) {
            print ltg_package;
        }
    }' | sort -nr | head -n 1
}

# optional ...
apt-get install "$@" "$(latest_linux_tools)"

按照以下命令执行：

sudo nano /usr/local/bin/install_linux_tools_generic
# 将上面的脚本内容复制到这个install_linux_tools_generic文件中
# 修改文件权限
sudo chmod u+x /usr/local/bin/install_linux_tools_generic

# 先预览一下要最新版本的linux-tools-*-generic版本
sudo install_linux_tools_generic -s

# 如果有新版本，可以安装，执行下面指令
sudo install_linux_tools_generic -y

参考资料来源：Connecting USB devices to WSL - Windows Command Line (microsoft.com)

由于usbipd-win未做摄像头支持，或者说wsl内无usb摄像头驱动，因此目前仅使用usbipd-win方式无法成功使用usb摄像头。我们需要在wsl中添加usb摄像头驱动，目前我所知的唯一成功方法是从github上下载wsl代码，然后本地自行编译，使能usb功能，然后打包自己所用usb摄像头的驱动。Built my own kernel, but can't get it to display as a video device · Issue #257 · dorssel/usbipd-win (github.com)OpenCV cannot find camera device in wsl2 · Issue #6211 · microsoft/WSL (github.com)