chyyuu
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| @ -0,0 +1,240 @@ | |||||
| # 新闻 | |||||
| - 2018.02.03：ucore os labs 增加对开源的[RISC-V CPU](https://riscv.org/)（privileged arch spec 1.10）的支持。请访问[此repo的riscv32-priv-1.10 branch](https://github.com/chyyuu/ucore_os_lab/tree/riscv32-priv-1.10)。 | |||||
| # 介绍 | |||||
| uCore OS Labs是用于清华大学计算机系本科操作系统课程的教学试验内容。 | |||||
| 无论你来自哪里，如果你完成了ucore_os labs，且还希望更加深入地学习OS，实习OS的科研/工程项目甚至攻读博士研究生，欢迎与陈渝老师（yuchen AT tsinghua.edu.cn）联系，本地或远程加入到我们的清华大学的OS实验室！ | |||||
| # 提前测试 | |||||
| [计算机基础导论实验](https://github.com/chyyuu/v8-cpu)是提供给清华大学计算机系大一新生必需课“计算机基础导论”的一个在线实验环境，适合初步了解计算机系统/编程/操作系统等基础知识，欢迎大家先看看。如果你觉得这些小练习你能够应对自如，欢迎挑战这门课程的实验！ | |||||
| # 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. 可进一步在[学堂在线](https://www.xuetangx.com/courses/TsinghuaX/30240243X/2015_T1/info)或[在线操作系统课程练习题](https://chyyuu.gitbooks.io/os_course_exercises/content/)完成相关的练习题；如碰到问题，在[在线OS课程问题集](https://chyyuu.gitbooks.io/os_course_qa/content/)查找是否已经有解答； | |||||
| 3. 在[实验指导书 on gitbook](https://chyyuu.gitbooks.io/ucore_os_docs/content/)上阅读实验指导书，并参考其内容完成练习和实验报告； | |||||
| 4. 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）； | |||||
| 5. 每天（一周七日）都有助教或老师在piazza在线答疑。如在[在线OS课程问题集](https://chyyuu.gitbooks.io/os_course_qa/content/)没找到解答，可到[piazza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主要用于本课程和OS相关事件发布，以及各种一般性交流）； | |||||
| ## 四种学习目标和对应手段 | |||||
| 1. 略知OS基本概念：看在线课程原理部分的视频，可大致知道OS的概念； | |||||
| 2. 理解OS基本原理：在1的基础上，完成[学堂在线练习题](https://www.xuetangx.com/courses/TsinghuaX/30240243X/2015_T1/info)和[与OS原相关的在线操作系统课程练习题](https://chyyuu.gitbooks.io/os_course_exercises/content/)，可理解OS基本原理 | |||||
| 3. 掌握OS设计实现：在2的基础上，能够通过编程完成labcodes的8个lab实验中的基本练习和实验报告 | |||||
| 4. 深入OS核心功能：在3的基础上，能够通过编程完成labcodes的8个lab实验中的challenge练习 | |||||
| 5. 体验OS科学研究：在4的基础上，能够通过阅读论文、设计、编程、实验评价等过程来完成课程设计（大实验） | |||||
| 【**注意**】 | |||||
| - **筑基内功**--请提前学习计算机原理、C语言、数据结构课程 | |||||
| - **工欲善其事，必先利其器**--请掌握七种武器 [实验常用工具列表](https://github.com/chyyuu/ucore_docs/blob/master/lab0/lab0_ref_ucore-tools.md) | |||||
| - **学至于行之而止矣**--请在实验中体会操作系统的精髓 | |||||
| - **打通任督二脉**--lab1和lab2与x86硬件相关性较大，比较困难，有些同学由于畏难而止步与此，很可惜！仅仅熟读内功心法是不够的，通过实践lab1和lab2后，对计算机原理中的中断、段页表机制、特权级等的理解会更深入和贴近实际，这等同于打通了任督二脉，后面的实验将一片坦途。 | |||||
| # 实验内容 | |||||
| ## 实验指导书 | |||||
| - [实验指导书 on gitbook](https://chyyuu.gitbooks.io/ucore_os_docs/content/) | |||||
| - [实验常用工具列表](https://github.com/chyyuu/ucore_docs/blob/master/lab0/lab0_ref_ucore-tools.md) | |||||
| > 【提醒】对于实验中的开发: `git`, `gcc`,`gdb`,`qemu`,`make`,`diff & patch`, `bash shell`这些重要工具的基本用法是需要提前掌握的. | |||||
| > [实验指导书 on gitbook](https://chyyuu.gitbooks.io/ucore_os_docs/content/)中会存在一些bug，欢迎在在[piazza在线OS课程问答和交流区](https://piazza.com/tsinghua.edu.cn/spring2015/30240243x/home)提出，会有奖分！ | |||||
| ## 实验题目 | |||||
| 1. lab0 ：熟悉实验环境 | |||||
| 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，有如下五种方法。 | |||||
| ### 一、[在线实验--基于"实验楼"在线平台](http://www.shiyanlou.com/courses/221) | |||||
| 特点：不用在本机配置环境或安装虚拟机，你需要的是可以可以上网的网络浏览器，实验都可在网上完成！感谢[实验楼](http://www.shiyanlou.com/)提供的支持！ | |||||
| ### 二、Windows下基于MingW进行实验 | |||||
| 特点：可在Windows环境下完成实验。不用安装Linux，只需在Windows上安装相关软件即可。 | |||||
| - [windows下的ucore实验环境安装包](http://pan.baidu.com/s/1qWPtHxy)：下载安装即可。感谢杨海宇同学提供！ | |||||
| - [windows下手动配置ucore实验环境说明文档](http://pan.baidu.com/s/1i3JxZZR)：看你的安装能力。感谢“下来障”同学提供！ | |||||
| [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！ | |||||
| ### 三、Windows下基于VirtualBox or VMWare进行实验 | |||||
| 特点：可在Windows环境下完成实验。不用安装Linux，安装VirtualBox等虚拟机软件即可，可以用已经配好环的虚拟硬盘。安装简单，但性能受一定影响。 | |||||
| #### 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, 就可以在VirtualBox模拟的x86-64计算机中新建一个虚拟机(配置为ubuntu linux x86 64bit），并指定此虚拟机的虚拟硬盘为你刚才解压的vdi文件。创建完虚拟机后，就可以运行此虚拟幻镜，并可以开始学习 | |||||
| ucore OS实验了。 | |||||
| ``` | |||||
| 用户名是 moocos | |||||
| 口令是 <空格键> | |||||
| ``` | |||||
| > [NOTICE] 如果正确安装了virtualbox并配置好虚拟机，但无法运行虚拟机或无法加入虚拟硬盘， 可以尝试删除virtualbox的一些配置目录，比如： | |||||
| ``` | |||||
| C:\Users\VirtualBox VMs\ | |||||
| ``` | |||||
| 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。 | |||||
| ### 四、在MAC OS下进行实验 | |||||
| 感谢 altkatz！ | |||||
| Using gcc49 | |||||
| #### 1.install [homebrew](http://brew.sh/) | |||||
| #### 2.install binutils, gcc, gdb targeting i386-elf | |||||
| * `brew tap altkatz/homebrew-gcc_cross_compilers` | |||||
| * `brew install i386-elf-gcc` # may take an hour | |||||
| * `brew install i386-elf-gdb` | |||||
| #### 3. install qemu-system-i386 | |||||
| * `brew install qemu` | |||||
| ### 五、手动在物理PC中安装环境 | |||||
| ------------------------------------- | |||||
| 特点：性能最好，但安装有一定难度，需要对Linux比较熟悉 | |||||
| （这里假定安装的要是ubuntu14.04 x86-64的系统） | |||||
| 1) 在物理PC上安装ubuntu | |||||
| 下载ubuntu 14.04 64bit img镜像，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PC，并在物理PC上重启安装。 | |||||
| 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 qgit gitg gcc-multilib gcc-multilib g++-multilib | |||||
| ``` | |||||
| [NOTICE] 最小需要的安装包： build-essential git qemu-system-x86 gdb make diffutils gcc-multilib | |||||
| [NOTICE] 如要源码编译qemu,需要执行 `apt-get install zlib1g-dev libsdl1.2-dev libesd0-dev automake` | |||||
| ## 实验中的练习步骤 | |||||
| 以VirtualBox为例，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 | |||||
| ``` | |||||
| ## 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 | |||||
| ## 开发维护人员 | |||||
| - [陈渝](http://soft.cs.tsinghua.edu.cn/~chen) yuchen AT tsinghua.edu.cn | |||||
| - 张蔚 zhangwei15 AT mails.tsinghua.edu.cn | |||||
| ## 课程汇总信息 | |||||
| - [课程汇总](https://github.com/chyyuu/os_course_info) | |||||
| ## 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、 | |||||
| 郭晓林、薛天凡、胡刚、刘超、粟裕、袁昕颢、张蔚、雷凯翔... | |||||
| 欢迎加入我们的OS兴趣小组，共同进步！ | |||||
| ## [对OS感兴趣？](https://github.com/chyyuu/os_course_info/blob/master/README.md#兴趣) | |||||
| ## 版权信息 | |||||
| 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。包含的ostep练习的版权属于Remzi H. Arpaci-Dusseau and Andrea C. Arpaci-Dusseau。其他内部开发的ucore OS和相关练习的代码版权属于 | |||||
| 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. | |||||
+ 0
- 112
README-english.md
View File
| @ -1,112 +0,0 @@ | |||||
| INTRODUCTION | |||||
| ============ | |||||
| ucore labs was used as OS Experiments in OS Course Of Dept. of Computer Science & Technology, Tsinghua University. | |||||
| MAINTAINERS | |||||
| =========== | |||||
| OS course for Dept. CS. in Tsinghua Univ., and MOOC OS course | |||||
| ----------------------------------- | |||||
| - Chen, Yu: http://soft.cs.tsinghua.edu.cn/~chen | |||||
| - Yong, Xiang: xyong@tsinghua.edu.cn | |||||
| - Mao, Junjie: eternal.n08@gmail.com | |||||
| - Zhang, Wei: zhangwei15@mails.tsinghua.edu.cn | |||||
| CONTENTS | |||||
| ======== | |||||
| labs info | |||||
| ---------------- | |||||
| ``` | |||||
| lab0: preparing | |||||
| lab1: boot/protect mode/stack/interrupt | |||||
| lab2: physical memory management | |||||
| lab3: virtual memory management | |||||
| lab4: kernel thread management | |||||
| lab5: user process management | |||||
| lab6: scheduling | |||||
| lab7: mutex/sync | |||||
| lab8: filesystem | |||||
| ``` | |||||
| TESTED ENVIRONMENT | |||||
| ================== | |||||
| ``` | |||||
| UBUNTU 14.04+: GCC-4.8.2+ CLANG-3.5+ | |||||
| FEDORA 20+: GCC-4.8.2+ | |||||
| ``` | |||||
| EXERCISE STEPS | |||||
| ============== | |||||
| ``` | |||||
| 0 Get the newest os lab src codes/docs.(Insure you can connect to github in ubuntu running on VrtualBox) | |||||
| 0.1 If you try to get all codes | |||||
| $rm -rf ucore_lab | |||||
| $git clone git://github.com/chyyuu/ucore_os_lab.git | |||||
| $cd ucore_lab | |||||
| 0.2 If you gloned ucore_lab and only try to get the updated codes | |||||
| $cd ucore_os_lab | |||||
| $git pull | |||||
| 1 $cd labX | |||||
| 2 read codes (specially the modified or added files) | |||||
| 3 add your code | |||||
| 4 compile your code | |||||
| $make | |||||
| 5 check your code | |||||
| $make qemu | |||||
| OR | |||||
| $make grade | |||||
| 6 debug your code | |||||
| $make debug | |||||
| 7 handin your code | |||||
| $make handin | |||||
| ``` | |||||
| OPTION | |||||
| ============== | |||||
| Now, ucore suuport LLVM/Clang-3.5 + | |||||
| in step4: | |||||
| $ USELLVM=1 make | |||||
| then you will use clang to compile ucore | |||||
| GRADE/RANK | |||||
| ========== | |||||
| ``` | |||||
| Superman: Finish all OS labs in one month by yourself | |||||
| Master: Finish all OS labs in two month by yourself | |||||
| Veteran: Finish all OS labs in three month by yourself | |||||
| Apprentice: Finish all OS labs in one semester with other guy's help | |||||
| ``` | |||||
| RESOURCE REPOSITORY | |||||
| =================== | |||||
| ``` | |||||
| Basic OS labs (for students who learn OS course) | |||||
| The newest lab codes and docs is in https://github.com/chyyuu/ucore_os_lab | |||||
| Advanced OS labs (for OS geeks or hackers or guys with Superman/Master Rank) | |||||
| The newest lab codes and docs is in https://github.com/chyyuu/ucore_plus | |||||
| ``` | |||||
| UCORERS (Contributors) | |||||
| ====================== | |||||
| Junjie Mao, Yuheng Chen, Cong Liu, Yang Yang, Zhun Qu, Shengwei Ren, Wenlei Zhu, Cao Zhang, Tong Sen, Xu Chen, | |||||
| Cang Nan, Yujian Fang, Wentao Han, Kaichen Zhang, Xiaolin Guo, Tianfan Xue, Gang Hu, Cao Liu, Yu Su,Xinhao Yuan, Wei Zhang, Kaixiang Lei... | |||||
| OTHER INFO | |||||
| ========== | |||||
| ucore is a teaching OS which is derived from xv6&jos in MIT, OS161 in Harvard and Linux. | |||||
| ucore was developed and used in Department of Computer Science & Technology, Institute for Interdisciplinary Information Sciences, Tsinghua University. | |||||
| The codes in the files that constitute xv6&jos are Copyright (2006-Current) Frans Kaashoek, Robert Morris, and Russ Cox and uses MIT License. | |||||
| The codes in the files that constitute OS/161 are written by David A. Holland. | |||||
| The codes in the files that constitute ucore are Copyright (2010-Current) Yu Chen, Naizheng Wang, Yong Xiang and uses GPL License. | |||||
| The documents in the files that constitute ucore are Copyright (2010-Current) Yu Chen, Yong Xiang and uses Creative Commons Attribution/Share-Alike (CC-BY-SA) License. | |||||
+ 93
- 221
README.md
View File
| @ -1,240 +1,112 @@ | |||||
| # 新闻 | |||||
| - 2018.02.03：ucore os labs 增加对开源的[RISC-V CPU](https://riscv.org/)（privileged arch spec 1.10）的支持。请访问[此repo的riscv32-priv-1.10 branch](https://github.com/chyyuu/ucore_os_lab/tree/riscv32-priv-1.10)。 | |||||
| # 介绍 | |||||
| uCore OS Labs是用于清华大学计算机系本科操作系统课程的教学试验内容。 | |||||
| 无论你来自哪里，如果你完成了ucore_os labs，且还希望更加深入地学习OS，实习OS的科研/工程项目甚至攻读博士研究生，欢迎与陈渝老师（yuchen AT tsinghua.edu.cn）联系，本地或远程加入到我们的清华大学的OS实验室！ | |||||
| # 提前测试 | |||||
| [计算机基础导论实验](https://github.com/chyyuu/v8-cpu)是提供给清华大学计算机系大一新生必需课“计算机基础导论”的一个在线实验环境，适合初步了解计算机系统/编程/操作系统等基础知识，欢迎大家先看看。如果你觉得这些小练习你能够应对自如，欢迎挑战这门课程的实验！ | |||||
| # 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. 可进一步在[学堂在线](https://www.xuetangx.com/courses/TsinghuaX/30240243X/2015_T1/info)或[在线操作系统课程练习题](https://chyyuu.gitbooks.io/os_course_exercises/content/)完成相关的练习题；如碰到问题，在[在线OS课程问题集](https://chyyuu.gitbooks.io/os_course_qa/content/)查找是否已经有解答； | |||||
| 3. 在[实验指导书 on gitbook](https://chyyuu.gitbooks.io/ucore_os_docs/content/)上阅读实验指导书，并参考其内容完成练习和实验报告； | |||||
| 4. 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）； | |||||
| 5. 每天（一周七日）都有助教或老师在piazza在线答疑。如在[在线OS课程问题集](https://chyyuu.gitbooks.io/os_course_qa/content/)没找到解答，可到[piazza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主要用于本课程和OS相关事件发布，以及各种一般性交流）； | |||||
| ## 四种学习目标和对应手段 | |||||
| 1. 略知OS基本概念：看在线课程原理部分的视频，可大致知道OS的概念； | |||||
| 2. 理解OS基本原理：在1的基础上，完成[学堂在线练习题](https://www.xuetangx.com/courses/TsinghuaX/30240243X/2015_T1/info)和[与OS原相关的在线操作系统课程练习题](https://chyyuu.gitbooks.io/os_course_exercises/content/)，可理解OS基本原理 | |||||
| 3. 掌握OS设计实现：在2的基础上，能够通过编程完成labcodes的8个lab实验中的基本练习和实验报告 | |||||
| 4. 深入OS核心功能：在3的基础上，能够通过编程完成labcodes的8个lab实验中的challenge练习 | |||||
| 5. 体验OS科学研究：在4的基础上，能够通过阅读论文、设计、编程、实验评价等过程来完成课程设计（大实验） | |||||
| 【**注意**】 | |||||
| - **筑基内功**--请提前学习计算机原理、C语言、数据结构课程 | |||||
| - **工欲善其事，必先利其器**--请掌握七种武器 [实验常用工具列表](https://github.com/chyyuu/ucore_docs/blob/master/lab0/lab0_ref_ucore-tools.md) | |||||
| - **学至于行之而止矣**--请在实验中体会操作系统的精髓 | |||||
| - **打通任督二脉**--lab1和lab2与x86硬件相关性较大，比较困难，有些同学由于畏难而止步与此，很可惜！仅仅熟读内功心法是不够的，通过实践lab1和lab2后，对计算机原理中的中断、段页表机制、特权级等的理解会更深入和贴近实际，这等同于打通了任督二脉，后面的实验将一片坦途。 | |||||
| # 实验内容 | |||||
| ## 实验指导书 | |||||
| - [实验指导书 on gitbook](https://chyyuu.gitbooks.io/ucore_os_docs/content/) | |||||
| - [实验常用工具列表](https://github.com/chyyuu/ucore_docs/blob/master/lab0/lab0_ref_ucore-tools.md) | |||||
| > 【提醒】对于实验中的开发: `git`, `gcc`,`gdb`,`qemu`,`make`,`diff & patch`, `bash shell`这些重要工具的基本用法是需要提前掌握的. | |||||
| > [实验指导书 on gitbook](https://chyyuu.gitbooks.io/ucore_os_docs/content/)中会存在一些bug，欢迎在在[piazza在线OS课程问答和交流区](https://piazza.com/tsinghua.edu.cn/spring2015/30240243x/home)提出，会有奖分！ | |||||
| ## 实验题目 | |||||
| 1. lab0 ：熟悉实验环境 | |||||
| 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，有如下五种方法。 | |||||
| ### 一、[在线实验--基于"实验楼"在线平台](http://www.shiyanlou.com/courses/221) | |||||
| 特点：不用在本机配置环境或安装虚拟机，你需要的是可以可以上网的网络浏览器，实验都可在网上完成！感谢[实验楼](http://www.shiyanlou.com/)提供的支持！ | |||||
| ### 二、Windows下基于MingW进行实验 | |||||
| 特点：可在Windows环境下完成实验。不用安装Linux，只需在Windows上安装相关软件即可。 | |||||
| - [windows下的ucore实验环境安装包](http://pan.baidu.com/s/1qWPtHxy)：下载安装即可。感谢杨海宇同学提供！ | |||||
| - [windows下手动配置ucore实验环境说明文档](http://pan.baidu.com/s/1i3JxZZR)：看你的安装能力。感谢“下来障”同学提供！ | |||||
| [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！ | |||||
| ### 三、Windows下基于VirtualBox or VMWare进行实验 | |||||
| 特点：可在Windows环境下完成实验。不用安装Linux，安装VirtualBox等虚拟机软件即可，可以用已经配好环的虚拟硬盘。安装简单，但性能受一定影响。 | |||||
| #### 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, 就可以在VirtualBox模拟的x86-64计算机中新建一个虚拟机(配置为ubuntu linux x86 64bit），并指定此虚拟机的虚拟硬盘为你刚才解压的vdi文件。创建完虚拟机后，就可以运行此虚拟幻镜，并可以开始学习 | |||||
| ucore OS实验了。 | |||||
| ``` | |||||
| 用户名是 moocos | |||||
| 口令是 <空格键> | |||||
| ``` | |||||
| > [NOTICE] 如果正确安装了virtualbox并配置好虚拟机，但无法运行虚拟机或无法加入虚拟硬盘， 可以尝试删除virtualbox的一些配置目录，比如： | |||||
| ``` | |||||
| C:\Users\VirtualBox VMs\ | |||||
| ``` | |||||
| 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。 | |||||
| ### 四、在MAC OS下进行实验 | |||||
| 感谢 altkatz！ | |||||
| Using gcc49 | |||||
| #### 1.install [homebrew](http://brew.sh/) | |||||
| #### 2.install binutils, gcc, gdb targeting i386-elf | |||||
| * `brew tap altkatz/homebrew-gcc_cross_compilers` | |||||
| * `brew install i386-elf-gcc` # may take an hour | |||||
| * `brew install i386-elf-gdb` | |||||
| #### 3. install qemu-system-i386 | |||||
| * `brew install qemu` | |||||
| ### 五、手动在物理PC中安装环境 | |||||
| ------------------------------------- | |||||
| 特点：性能最好，但安装有一定难度，需要对Linux比较熟悉 | |||||
| （这里假定安装的要是ubuntu14.04 x86-64的系统） | |||||
| 1) 在物理PC上安装ubuntu | |||||
| 下载ubuntu 14.04 64bit img镜像，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PC，并在物理PC上重启安装。 | |||||
| 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 qgit gitg gcc-multilib gcc-multilib g++-multilib | |||||
| ``` | |||||
| [NOTICE] 最小需要的安装包： build-essential git qemu-system-x86 gdb make diffutils gcc-multilib | |||||
| [NOTICE] 如要源码编译qemu,需要执行 `apt-get install zlib1g-dev libsdl1.2-dev libesd0-dev automake` | |||||
| ## 实验中的练习步骤 | |||||
| 以VirtualBox为例，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 | |||||
| ``` | |||||
| INTRODUCTION | |||||
| ============ | |||||
| ucore labs was used as OS Experiments in OS Course Of Dept. of Computer Science & Technology, Tsinghua University. | |||||
| MAINTAINERS | |||||
| =========== | |||||
| OS course for Dept. CS. in Tsinghua Univ., and MOOC OS course | |||||
| ----------------------------------- | |||||
| - Chen, Yu: http://soft.cs.tsinghua.edu.cn/~chen | |||||
| - Yong, Xiang: xyong@tsinghua.edu.cn | |||||
| - Mao, Junjie: eternal.n08@gmail.com | |||||
| - Zhang, Wei: zhangwei15@mails.tsinghua.edu.cn | |||||
| CONTENTS | |||||
| ======== | |||||
| labs info | |||||
| ---------------- | |||||
| ``` | |||||
| lab0: preparing | |||||
| lab1: boot/protect mode/stack/interrupt | |||||
| lab2: physical memory management | |||||
| lab3: virtual memory management | |||||
| lab4: kernel thread management | |||||
| lab5: user process management | |||||
| lab6: scheduling | |||||
| lab7: mutex/sync | |||||
| lab8: filesystem | |||||
| ``` | |||||
| TESTED ENVIRONMENT | |||||
| ================== | |||||
| ``` | |||||
| UBUNTU 14.04+: GCC-4.8.2+ CLANG-3.5+ | |||||
| FEDORA 20+: GCC-4.8.2+ | |||||
| ``` | |||||
| EXERCISE STEPS | |||||
| ============== | |||||
| ``` | |||||
| 0 Get the newest os lab src codes/docs.(Insure you can connect to github in ubuntu running on VrtualBox) | |||||
| 0.1 If you try to get all codes | |||||
| $rm -rf ucore_lab | |||||
| $git clone git://github.com/chyyuu/ucore_os_lab.git | |||||
| $cd ucore_lab | |||||
| 0.2 If you gloned ucore_lab and only try to get the updated codes | |||||
| $cd ucore_os_lab | |||||
| $git pull | |||||
| 1 $cd labX | |||||
| 2 read codes (specially the modified or added files) | |||||
| 3 add your code | |||||
| 4 compile your code | |||||
| $make | $make | ||||
| ``` | |||||
| 5) 如果编译无误，则可以运行测试一下 | |||||
| ``` | |||||
| 5 check your code | |||||
| $make qemu | $make qemu | ||||
| ``` | |||||
| OR | |||||
| $make grade | |||||
| 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 | |||||
| 6 debug your code | |||||
| $make debug | $make debug | ||||
| 7 handin your code | |||||
| $make handin | |||||
| ``` | ``` | ||||
| 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。 | |||||
| OPTION | |||||
| ============== | |||||
| Now, ucore suuport LLVM/Clang-3.5 + | |||||
| in step4: | |||||
| $ USELLVM=1 make | |||||
| then you will use clang to compile ucore | |||||
| 7) 可以运行如下命令，看看自己的得分 | |||||
| GRADE/RANK | |||||
| ========== | |||||
| ``` | ``` | ||||
| $make grade | |||||
| Superman: Finish all OS labs in one month by yourself | |||||
| Master: Finish all OS labs in two month by yourself | |||||
| Veteran: Finish all OS labs in three month by yourself | |||||
| Apprentice: Finish all OS labs in one semester with other guy's help | |||||
| ``` | ``` | ||||
| RESOURCE REPOSITORY | |||||
| =================== | |||||
| ``` | |||||
| Basic OS labs (for students who learn OS course) | |||||
| The newest lab codes and docs is in https://github.com/chyyuu/ucore_os_lab | |||||
| ## 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 | |||||
| Advanced OS labs (for OS geeks or hackers or guys with Superman/Master Rank) | |||||
| The newest lab codes and docs is in https://github.com/chyyuu/ucore_plus | |||||
| ``` | |||||
| ## 开发维护人员 | |||||
| - [陈渝](http://soft.cs.tsinghua.edu.cn/~chen) yuchen AT tsinghua.edu.cn | |||||
| - 张蔚 zhangwei15 AT mails.tsinghua.edu.cn | |||||
| ## 课程汇总信息 | |||||
| - [课程汇总](https://github.com/chyyuu/os_course_info) | |||||
| UCORERS (Contributors) | |||||
| ====================== | |||||
| ## UCORERS (代码贡献者) | |||||
| Junjie Mao, Yuheng Chen, Cong Liu, Yang Yang, Zhun Qu, Shengwei Ren, Wenlei Zhu, Cao Zhang, Tong Sen, Xu Chen, | |||||
| Cang Nan, Yujian Fang, Wentao Han, Kaichen Zhang, Xiaolin Guo, Tianfan Xue, Gang Hu, Cao Liu, Yu Su,Xinhao Yuan, Wei Zhang, Kaixiang Lei... | |||||
| 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、 | |||||
| 郭晓林、薛天凡、胡刚、刘超、粟裕、袁昕颢、张蔚、雷凯翔... | |||||
| OTHER INFO | |||||
| ========== | |||||
| ucore is a teaching OS which is derived from xv6&jos in MIT, OS161 in Harvard and Linux. | |||||
| 欢迎加入我们的OS兴趣小组，共同进步！ | |||||
| ucore was developed and used in Department of Computer Science & Technology, Institute for Interdisciplinary Information Sciences, Tsinghua University. | |||||
| ## [对OS感兴趣？](https://github.com/chyyuu/os_course_info/blob/master/README.md#兴趣) | |||||
| The codes in the files that constitute xv6&jos are Copyright (2006-Current) Frans Kaashoek, Robert Morris, and Russ Cox and uses MIT License. | |||||
| ## 版权信息 | |||||
| The codes in the files that constitute OS/161 are written by David A. Holland. | |||||
| 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。 | |||||
| The codes in the files that constitute ucore are Copyright (2010-Current) Yu Chen, Naizheng Wang, Yong Xiang and uses GPL License. | |||||
| 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。包含的ostep练习的版权属于Remzi H. Arpaci-Dusseau and Andrea C. Arpaci-Dusseau。其他内部开发的ucore OS和相关练习的代码版权属于 | |||||
| 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. | |||||
| The documents in the files that constitute ucore are Copyright (2010-Current) Yu Chen, Yong Xiang and uses Creative Commons Attribution/Share-Alike (CC-BY-SA) License. | |||||