主要平台和工具简介

x86模拟器Bochs

Bochs是一个免费且开放源代码的IA-32(x86)架构PC机模拟器。在它模拟出的环境中可以运行Linux、DOS和各种版本的Windows等多种操作系统。而Bochs本身具有很高的移植性,可以运行在多种软硬件平台之上,这也是我们选择它做为本书的指定模拟器的主要原因。如果您想拥抱自由的Linux,那么Bochs几乎是您的不二选择。如果您想继续把自己绑定在Windows平台上,那么除了Bochs,您还可以选用VMware或者Microsoft Virtual PC。它们是最著名虚拟机软件,而且都可以免费使用。因为Bochs的是模拟器,其原理决定了它的运行效率会低于虚拟机。但对于本书所设计的实验来说,效率上的差别很不明显。而且,Bochs有虚拟机无可比拟的调试操作系统的能力,所以我们更建议您选用Bochs。hit-oslab已经内置了bochs,本书后文假定的缺省环境也是Bochs。 关于Bochs的更详细的介绍请访问它的主页及Bochs使用手册

GCC编译器

GCC是和Linux一起成长起来的编译器。Linux最初的版本就是由GCC编译的。现在GCC也是在自由软件领域应用最广泛的编译器。所以,我们也选择GCC做为本书实验的指定编译器。

DB调试器

GDB调试器是GCC编译器的兄弟。做为自由软件领域几乎是唯一的调试器,它秉承了*nix类操作系统的一贯风格,采用纯命令行操作,有点儿类似dos下的debug。关于它的使用方法请看GDB使用手册。

Ubuntu (GNU/Linux)

Ubuntu也许不是目前最好用的Linux桌面发行版,但它一定是最流行的。主要特点是易用,非常的易用。 现在,已经有越来越多的人开始用Ubuntu完全代替Windows,享受更加自由、安全、守法的感觉。Ubuntu的主页是http://www.ubuntu.com/ ,这里不仅可以免费下载到iso文件,甚至能免费申领Ubuntu的安装光盘。 我们强烈建议您在Ubuntu下做实验。因为有些实验内容涉及到在自己改进的Linux 0.11下,运行自己编的应用程序。被改进的功能都是高版本Linux内核已经具有的,在其上确认自己编写的应用程序无误后,再用之测试自己改进的Linux 0.11,可以更有信心些。

安装指南

安装指南链接,这篇文章比较好,它把十几条配置环境的命令行都整理好集成到了一条命令中,对于新人来说可以不用太在意那些命令行: https://github.com/DeathKing/hit-oslab setup.sh具体操作细节,有兴趣可以去看看: https://github.com/Wangzhike/HIT-Linux-0.11/blob/master/0-prepEnv/%E5%87%86%E5%A4%87%E5%AE%89%E8%A3%85%E7%8E%AF%E5%A2%83.md [

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使用方法

准备活动

$ cd ~/oslab

把当前目录切换到oslab下,用pwd命令确认,用“ls -l”列目录内容。本实验的所有内容都在本目录或其下级目录内完成。

编译内核

“编译内核”比“编写内核”要简单得多。首先要进入linux-0.11目录,然后执行:

$ make all

因为“all”是最常用的参数,所以可以省略,只用“make”,效果一样。 在多处理器的系统上,可以用-j参数进行并行编译,加快速度。例如双CPU的系统可以:

$ make -j 2

make命令会显示很多很多很多的信息,你可以尽量去看懂,也可以装作没看见。只要最后几行中没有“error”就说明编译成功。最后生成的目标文件是一个软盘镜像文件——linux-0.11/Image。如果将此镜像文件写到一张1.44MB的软盘上,就可以启动一台真正的计算机。 linux-0.11目录下是全部的源代码,很多实验内容都是要靠修改这些代码来完成。修改后需要重新编译内核,还是执行命令:

$ make all

make命令会自动跳过未被修改的文件,链接时直接使用上次编译生成的目标文件,从而节约编译时间。但如果重新编译后,你的修改貌似没有生效,可以试试先“make clean”,再“make all”。“make clean”是删除上一次编译生成的所有中间文件和目标文件,确保是在全新的状态下编译整个工程。 [

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运行和调试

在Bochs中运行最新编译好的内核很简单,在oslab目录下执行:

$ ./run

如果出现Bochs的窗口,里面显示linux的引导过程,最后停止在“[/usr/root/]#”,表示运行成功。 内核调试分为两种模式:汇编级调试和C语言级调试。 汇编级调试需要执行命令:

$ ./dbg-asm

可以用命令help来查看调试系统用的基本命令。更详细的信息请查阅Bochs使用手册。 C语言级调试稍微复杂一些。首先执行如下命令:

$ ./dbg-c

然后再打开一个终端窗口,进入oslab目录后,执行:

$ ./rungdb

新终端窗口中运行的是GDB调试器。关于gdb调试器请查阅GDB使用手册。 [

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参考链接:

操作系统原理与实践

课程链接:

操作系统之基础

操作系统之进程与线程

操作系统之内存管理

操作系统之外设与文件系统

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