MIT 6.828 JOS学习笔记1. Lab 1 Part 1: PC Bootstrap

Lab 1: Booting a PC

Part 1: PC Bootstrap

  介绍这一部分知识的目的就是让你能够更加熟悉x86汇编语言,以及PC启动的整个过程,而且也会首次学习使用QEMU软件来仿真xv6操作系统,并且配合GDB对操作系统的运行进行调试。

开始学习X86汇编语言

  由于x86汇编语言在我们这节实验中扮演了非常重要的角色,所以MIT官方为我们提供了一个关于汇编语言的参考资料"004. pcasm-book"(资料文件名,在resources目录下),里面基本介绍了汇编语言的方方面面,你可以把这本书作为一个备查,遇到没看过的命令就上里面查,或者直接上网查。如果没有任何汇编基础,建议还是看一看书,把一些基础的指令看懂。或者通过网上的教程。但是这本书有一个不好的地方,就是这本书的汇编语言语法是参照NASM汇编器的Intel语法来编写的,但是本课程中所有的汇编程序都是基于GNU汇编器的AT&T语法的。这两种语法只是在一些细节上有所不同,这里MIT也为我们提供了一份资料用来描述这二者的不同"005. Inline Assembly with DJGPP"。

  Exercise 1:

    练习1并没有什么实质性内容,就是MIT建议我们要对汇编语言有个大致的了解,这样才能让后面的学习更加方便一点。

 

仿真X86计算机

  这门课采用软件模拟的方式来调试整个操作系统,也就是说让xv6操作系统运行在一个用软件仿真出来的x86计算机上。这个仿真软件就是QEMU,这个仿真器有一个非常好的优点,就是它能和调试器GDB共同配合使用,这样的话我们就可以一条指令一条指令的调试运行在QEMU里面的xv6操作系统了。所以在这部分我们将学习如何搭建这个调试的环境。

  1. 第一步自然是要安装QEMU到机器中了。

  首先说一下我采取的是采用虚拟机vmware来运行一个ubuntu12.01系统,然后在这个系统上搭建整个环境的。

  这个链接:https://en.wikibooks.org/wiki/QEMU/Linux 介绍了如何在ubuntu下安装Qemu的过程,其实就是下面这张图片中展示的这几个过程

  

  你可以完全按照上面写的步骤来,打开一个terminal,然后随便到一个目录下,输入命令 git clone  git://git.qemu-project.org/qemu.git 这样就把QEMU的源文件都下载到本地了,此时目录下面多了一文件夹,叫qemu。

  然后你就可以依次执行最下面的4个步骤。先cd到qemu目录下;然后输入./configure命令,这是运行一个配置文件;然后输入make,编译整个文件;最后安装,别忘了前面要输入sudo,这样就大工告成了~

  听着很简单对不对~很轻松对不对~但是其实我告诉你...

  ..

  ..

  根!本!没!有!这!么!容!易!

  童!话!里!都!是!骗!人!的!

  我在我的机器上执行./configure这一步骤时,报出了各种稀奇古怪的错误!并且解决了一个错误,又出现一个错误!最后安装这个QEMU就折腾了我一晚上! (╯‵□′)╯︵┻━┻

  ..

  ..

  不过大家放心,我已经把解决方案都列出来了,你可以按照你出的错误类型来查找并且解决~我是雷锋

  其实所有的错误都是因为你的系统中缺少某个软件所造成的,比如,它会在屏幕上显示下面这句话: 

  1. Error: zlib check failed  
  2. Make sure to have the zlib libs and headers installed. 

    这句话的含义就是你缺少软件'zlib',所以你要做的就是安装这个软件就好啦~

  下面就是我遇到的所有缺少的软件(':'前面),以及对应的解决方案(':'后面),解决方案就是一系列的命令,你在terminal中输入即可自动安装(为什么我会遇到这么多问题T^T):

  c++ compiler: sudo apt-get install g++

  libtool : sudo apt-get install libtool

  glib: sudo apt-get install libglib2.0-dev

  pixman: sudo apt-get install libpixman-1-dev  

  zlib: sudo apt-get intall zlib1g-dev

  dtc: 

        git submodule update --init dtc
        cd dtc
        git fetch origin #
        git rebase origin/master
        make

  这样直到你的./configure文件运行后不会出现错误信息,只是出现一些配置信息的话,./configure这一步就完成了!

  ..

  但是,你以为这就完了么~还有make呢,还有install呢~想想就蛋疼...

  输入make后,就开始自动编译,如果你的电脑配置一般的话,在编译之前我给你个非常中肯的建议!那就是

  ..

  ..

  睡!一!觉!

  我的电脑整整编译了快一个小时!(╯‵□′)╯︵┻━┻

  即便是实验室的台式机也编译了快30分钟! (╯‵□′)╯︵┻━┻ (╯‵□′)╯︵┻━┻

  我还以为我电脑死机了有木有!

  所以如果你的电脑寿命已超过3年,并且平时开机需要1分钟以上的话,准备好枕头吧..

  ..

  make编译完成后,就可以输入sudo make install进行安装了,这一步不吓唬大家了,还是很快滴~。

  这样我们就完成了Qemu的安装!

  2. 利用QEMU来运行xv6操作系统

  安装好QEMU之后,我们就可以用它来运行我们的操作系统啦~

  当然第一步就是把操作系统的源代码拷贝下来啦,具体的方法我在 "0.写在前面的话" 这篇博文中的资料获取那一部分已经介绍啦,大家可以去那里看。

  如果你懒到不想翻的话,那我就再大发慈悲告诉你一下~

  首先打开一个terminal,然后任意cd到一个目录下,比如我都是在~/Documents这个目录下工作的。

  然后输入 git clone  https://github.com/fatsheepzzq/6.828mit.git 即可

  这样你就会在你的当前目录下面看到一个文件夹6.828mit,这个文件夹下面有一个子文件夹lab,这里面存放的就是所有操作系统源码啦!

  然后我们就要先编译这个操作系统源码,来生成能够运行在Qemu上的操作系统映像文件,我们只需要在lab目录下输入命令

  make

  这样计算机会为我们自动编译整个xv6操作系统,如果你的屏幕上显示下列信息,代表你已经编译成功啦

  

  我们可以看一下它生成的最后一个信息 mk obj/kern/kernel.img,这个kernel.img就是内核映像文件,另外obj目录在make之前是没有的,它是make指令生成的,它里面将会有许多的文件我们之后会重点观察。

 

  编译完内核源码,我们就可以把它运行在QEMU上啦!

  首先还要是在lab目录下面,输入  make qemu,此时qemu就开始自动加载我们的操作系统内核映像文件了,如果你的屏幕上打印如下信息,就代表你终于运(tuo)行(li)成(ku)功(hai)了!

  

  从6828 decimal.. 那句话开始之后的信息都是由xv6操作系统内核显示出来的~

  到目前为止,你已经完成了在ubuntu上仿真x86计算机,并且运行xv6操作系统内核了!!

  其实这一个part还有一部分内容没说,但是考虑到这里篇幅已经很长了,再加上我是那么追(lan)求(duo)简(cheng)约(xing)的人,所以我决定把part 1的下一部分再单开一篇博文来说(写第一篇博文就把自己打脸了有木有)~

  最后还是欢迎大家的指正和提问,我的邮箱

    zzqwf12345@163.com

  称呼我时,叫我的艺名fatsheep就行~

 

posted @ 2015-12-22 22:41 fatsheep9146 阅读(...) 评论(...) 编辑 收藏