搭建实验环境

# 0. 搭建实验环境

工欲善其事必先利其器

# 前言

原本老师的配套实验是在这里做的：操作系统原理与实践_Linux - 蓝桥云课 (opens new window)

这是一个网站，可以提供远程连接虚拟机给到用户操作。同时上面有很详细的实验手册。但有这样一个问题：如果想要保存自己的环境，是要收费的（完成学生认证后5折）；且远程还是有一点不方便，因此我决定自己搭建一套环境。当然，在网站上做也是有好处的，可以在上面看到很多同学留下的笔记等，有问题也可以在上面提。

其实已经有实验手册了，发现自己白写了....：HIT-OSLAB-MANUAL (opens new window)

后续我会记录实验过程，供大家参考

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# 工具介绍

Bochs：发音同"Box",是一款开源，使用C++编写的，高度便携的 IA-32(X86)架构PC模拟器。简单来说，就是可以运行操作系统，并且方便调试

GCC：编译器，这里用来编译操作系统。Linux最初的版本就是由GCC编译的

GDB：调试器，GCC编译器的兄弟。类似汇编里的debug

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# Ubuntu下实验环境搭建（推荐）

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# 准备操作系统

由于我的电脑是Windows，可以用VMWare或VirtualBox运行Ubuntu。我这里用Virtual Box，免费的。然后在VirtualBox下安装Ubuntu，可以参考VirtualBox虚拟机安装Ubuntu16_megfli的博客 (opens new window)。安装花费了2~3个小时

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我自己遇到的问题如下：

安装时黑屏时间过长：参考自己解决虚拟机Ubuntu开机黑屏 (opens new window)，我尝试重启后正常了
安装时Ubuntu显示屏幕过小：参考关于VirtualBox安装Ubuntu时界面显示不全，没有下一步选项_qq_1193979453的博客 (opens new window)

安装完后，我们可以设置共享目录，方便Windows和虚拟机共享文件：新版本virtualbox Ubuntu16.04设置共享文件夹_Dwyane05的博客 (opens new window)

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# 安装运行操作系统需要的依赖

我们不必从头开始安装Bochs，GCC等，有很多热心的网友已经帮我们配置好了：在终端里运行以下命令即可

$ git clone https://github.com/Wangzhike/HIT-Linux-0.11.git
$ cd HIT-Linux-0.11/prepEnv/hit-oslab-qiuyu/
$ ./setup.sh

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然后我们就可以运行Linux0.11了：

cd ~/oslab
./run

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图片描述信息

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关于本项目，更多的可以参考作者的Github说明文档。

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# 编译内核

在实验过程中，我们需修改操作系统的代码，然后重新编译一个新的操作系统镜像，并让Bochs运行，编译步骤如下：

$ cd ./linux-0.11/
$ make all

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以下说明来自实验楼：

make 命令会显示很多很多的信息，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。

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（或者一行命令：make clean && 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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# 调试操作系统

我们编写操作系统代码的时候，难免会遇到问题，此时调试能帮助我们分析问题：

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汇编语言级别的调试：

$ cd ~/oslab/

# 运行脚本前确定已经关闭刚刚运行的 Bochs
$ ./dbg-asm

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以下说明来自实验楼：

汇编级调试的启动之后 Bochs 是黑屏，这是正常的。

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。

按q可以退出调试

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C语言级别的调试

先运行

$ cd ~/oslab
$ ./dbg-c

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再开一个终端，运行

$ cd ~/oslab
$ ./rungdb

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以下说明来自实验楼

注意：启动的顺序不能交换，否则 gdb 无法连接。

出现下图所示的提示，才说明连接成功

注意：可能要等一段时间后，才能连接成功。

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# Windows下实验环境搭建（待完善，不推荐）

不推荐理由：有很多工具在Windows下不能运行，例如调试工具等，不太推荐。具体可以参考实验手册，也有详细的说明了。

如果你是用Windows，那么如果如果运行虚拟机，虚拟机里再运行Bochs的话，对电脑的配置比较高的。如果内存不够，那么运行虚拟机后就容易卡顿，并且虚拟机内存不够的话也容易卡顿。（内存高的话就不用担心卡顿，比如我是32G 台式机，给虚拟机分配8G内存后，总的CPU利用率也才71%，使用过程中基本没有卡顿）

如果自己电脑配置不高的同学，也可以通过云服务器的方式搭建实验环境。

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安装Bochs：默认一路Next即可。安装完后会有两个对话框提示是否打开更新日志和介绍，关闭即可。

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接下来打开复制以下文件到Bochs的安装目录（安装过程中有指定安装目录的↑，其实就是除了文件Bochs-2.1.1.exe、README、rootimage-0.11，其他文件都复制过去）

bochsout.txt
bochsrc-fd.bxrc
bochsrc-hd.bxrc
bootimage-0.11
bootimage-0.11-fd
bootimage-0.11-hd
bootimage-0.12-fd
bootimage-0.12-hd
diskb.img
gcclib-1.40.taz
hdc-0.11.img