os_kernel_lab/README.md

# 介绍(2015)

ucore OS是用于清华大学计算机系本科操作系统课程的OS教学试验内容。
ucore OS起源于MIT CSAIL PDOS课题组开发的xv6&jos、哈佛大学开发的
OS161教学操作系统、以及Linux-2.4内核。

ucore OS中包含的xv6&jos代码版权属于Frans Kaashoek, Robert Morris,
and Russ Cox，使用MIT License。ucore OS中包含的OS/161代码版权属于
David A. Holland。其他代码版权属于陈渝、王乃铮、向勇，并采用GPL License.
ucore OS相关的文档版权属于陈渝、向勇，并采用 Creative Commons 
Attribution/Share-Alike (CC-BY-SA) License. 

# 实验总体流程
1. 在[学堂在线](https://www.xuetangx.com/courses/TsinghuaX/30240243X/2015_T1/about)查看OS相关原理和labX的视频；
2. 在[实验指导书 on gitbook](http://objectkuan.gitbooks.io/ucore-docs/)上阅读实验指导书；
3. 在实验环境中完成实验并提交实验到git server（清华学生需要在学校内部的git server上，其他同学可提交在其他git server上）；
4. 如实验中碰到问题，在[在线OS课程问题集](http://xuyongjiande.gitbooks.io/os-qa/)查找是否已经有解答；
5. 如没有解答，可在[在线OS课程问答和交流区](https://piazza.com/tsinghua.edu.cn/spring2015/30240243x/home)提问。（QQ群 181873534主要用于OS课程一般性交流）；
6. 可进一步在[学堂在线](https://www.xuetangx.com/courses/TsinghuaX/30240243X/2015_T1/about)或[在线的操作系统课程练习题](https://www.gitbook.io/book/xuyongjiande/os_exercises)完成实验相关的练习题；

# 实验内容
## 实验指导书
 - [实验指导书 on gitbook](http://objectkuan.gitbooks.io/ucore-docs/) 

## 实验题目

1. lab0 : 完成实验环境的搭建，熟悉基本的Linux命令和工具
1. lab1 ：启动操作系统
1. lab2 ：物理内存管理
1. lab3 ：虚拟内存管理
1. lab4 ：内核线程
1. lab5 ：用户进程
1. lab6 ：处理器调度
1. lab7 : 同步互斥
1. lab8 : 文件系统


## 实验环境
ucore OS实验主要在Linux环境下开发。如果你使用的是非Linux环境，则建议参考下面两种方法。

### Windows下基于MingW进行实验
- windows下如何配置ucore实验环境：这种方式不用安装Linux，感谢“下来障”同学提供的[配置教程](http://pan.baidu.com/s/1i3JxZZR)

[NOTICE] 没有足够的技术支持，希望有感兴趣的生成一个安装软件包和中文使用说明，方便大家使用！

### Windows下基于VirtualBox or VMWare进行实验

#### 1. 安装VirtualBox or VMWare软件

VirtualBox虚拟机软件

  https://www.virtualbox.org/

[NOTICE] 也可以安装vmware虚拟机软件

#### 2.使用已经预先安装好相关实验环境所需软件的虚拟硬盘

并下载已经安装好ubuntu 14.04  x86-64的虚拟硬盘文件压缩包。
[VirtualBox的虚拟硬盘文件压缩包2015版](http://pan.baidu.com/s/11zjRK)

--------------

压缩包可以用[haozip for windows软件](http://www.haozip.com)解压。解压压缩包后，可得到如下内容（大约6GB多）。 
```
mooc-os-2015-2.vdi
```

如果此时你已经安装好了VirtualBox，在Windows资源管理器中双击文件“mooc-os.vbox”，
就可以在VirtualBox模拟的x86-64计算机中运行ubuntu 14.04  x86-64，并可以开始学习
ucore OS实验了。
```
用户名是 moocos
口令是 <空格键>
```

### 手动在物理PC或VirtualBox中安装ubuntu 14.04 64bit 和实验环境相关软件
-------------------------------------
（这里假定安装的要是ubuntu14.04 x86-64的系统）

1) 在物理PC或VirtualBox上安装ubuntu 

下载ubuntu 14.04 64bit img镜像，
   
  1.1) 需要把镜像刻录到可启动的光盘或闪盘中,把光盘或闪盘放入物理P，并在物理PC上重启安装。
  
  1.2）在配置VirtuaBo虚拟环境中，选择虚拟光盘的来源为下载的ubuntu 14.04 64bit img镜，然后启动irtualBox中新建的虚拟系统进行安装。

建议a: 设置虚拟硬盘的大小为8GB以上，虚拟内存在1B以上。
建议b: 如果你的机器安装的是32位的windows，则下载32位的ubuntu 14.04 32bit img镜像。

2) 在ubuntu系统中安装实验环境相关软件
在shell（比如gnome-terminal）下可执行如下命令来安装相关软件 (“$”是shell的提示符，不用输入)
```
  $ sudo apt-get update
  $ sudo apt-get upgrade
  $ sudo apt-get install build-essential git qemu-system-x86 vim-gnome gdb cgdb eclipse-cdt make diffutils exuberant-ctags tmux openssh-server cscope meld gcc-multilib g++-multilib
```
[NOTICE] 最小需要的安装包： build-essential git qemu-system-x86 gdb make diffutils 

## 实验中的练习步骤

进入VirtualBox中运行的ubuntu，点击左侧的gnome-terminal软件图标，可启动gnome-terminal
软件。在此软件中，执行如下命令：

1) 目前环境中已经有ucore lab源码，可进一步取得最新ucore lab源码
```
  $cd  moocos/ucore_lab  #到ucore lab所在目录
  $git pull   #取得最新的ucore lab源代码
  $cd
```

2) 学习源码
```
  $cd labX  #X为 1--8
```

3) 阅读，修改源码，可以用eclipse-cdt, understand, gedit或vim软件
```
  $eclipse
OR
  $understand
```

4) 修改完毕后，编译实验代码
```
  $make
``` 

5) 如果编译无误，则可以运行测试一下
```
  $make qemu
```

6) 如果需要调试，
  
  a. 可基于cgdb的字符方式(以lab1_ans为例)
```
  $cd labcodes_answer/lab1_ans
  $make debug
```
可以看到弹出两个窗口，一个是qemu,一个是cgdb
可以看到在bootloader的bootmain函数处停了下来。
然后我们就可以进一步在cgdb中用gdb的命令进行调试了
```
 (gdb)file bin/kernel   #加载ucore kernel的符号信息
 (gdb)break kern_init   #在函数kern_init处（即 0x100000地址处）设置断点
 (gdb)continue          #继续执行
```
这时就可以看到在kern_init处停了下来，可进一步调试。

  b. 基于eclipse-CDT的debug view进行调试，如果安装了zylin debug插件，则完成初步配置后，
     也可很方便地进行调试。

7) 可以运行如下命令，看看自己的得分
```
  $make grade
```

# 与实验相关的资料

## 清华大学计算机系本科操作系统课程的主讲老师
  向勇   陈渝 

## 开发维护人员 

- [陈渝](http://soft.cs.tsinghua.edu.cn/~chen)  yuchen AT tsinghua.edu.cn
- 茅俊杰 eternal.n08 AT gmail.com

## 助教

茅俊杰、何嘉权、曹睿东、武祥晋、辛云星、刘聪、常铖

## 教学平台支持

张禹、郭旭

## WIKI

http://os.cs.tsinghua.edu.cn/oscourse/OS2015


## 学堂在线

https://www.xuetangx.com/courses/TsinghuaX/30240243X/2015_T1/about


## 在线交流

- [piazza，OS课程技术交流的主要在线QA平台](https://piazza.com/tsinghua.edu.cn/spring2015/30240243x/home)
- QQ群 181873534  主要用于事件通知，聊天等

## 课程汇总信息

 - [课程汇总](https://github.com/chyyuu/mooc_os)

## 希望了解OS基本概念和原理的同学

- [OS课程资料]( http://pan.baidu.com/s/1bncWxyv)
- [OS MOOC公开课(原理部分)](http://www.topu.com/mooc/4100)

## 希望了解OS设计与实现细节的同学

- [OS实验资料](http://hejq.me/ucore_docs/)
- [OS实验代码](https://github.com/chyyuu/ucore_lab)
- [OS MOOC公开课(实验部分)](http://www.topu.com/mooc/4100)

## 希望自己动手实践OS的同学

- ["操作系统简单实现与基本原理 — 基于ucore" (持续更新,变动较大) ](http://chyyuu.gitbooks.io/ucorebook/)
- ["操作系统简单实现与基本原理 — 基于ucore" 配套代码](https://github.com/chyyuu/ucorebook_code)
- [ucore plus 跨硬件平台的ucore OS](https://github.com/chyyuu/ucore_plus)


# UCORERS (代码贡献者)

茅俊杰、陈宇恒、刘聪、杨扬、渠准、任胜伟、朱文雷、
曹正、沈彤、陈旭、蓝昶、方宇剑、韩文涛、张凯成、
S郭晓林、薛天凡、胡刚、刘超、粟裕、袁昕颢...


# NOTICE

如果你发现了问题，有好的建议或意见,请给 yuchen AT tsinghua.edu.cn 发电邮；
如果你完成这8个实验，且对进一步探索、研究、研发操作系统感兴趣，请给 yuchen AT tsinghua.edu.cn 发电邮，欢迎加入我们的OS兴趣小组，共同进步！