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.

实验内容

实验指导书

-实验指导书网址

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
2. lab1 ：启动操作系统
3. lab2 ：物理内存管理
4. lab3 ：虚拟内存管理
5. lab4 ：内核线程
6. lab5 ：用户进程
7. lab6 ：处理器调度
8. lab7 : 同步互斥
9. 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

[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和虚拟硬盘文件压缩包

---

[NOTICE] 可下载直接使用同时用于vmware和virtualbox的OVA格式的虚拟硬盘文件mooc-os.ova

压缩包可以用haozip for windows软件解压。解压压缩包后，可得到如下内容（大约4GB多）。

\mooc-os\mooc-os.vbox
\mooc-os\mooc-os.vbox-prev
\mooc-os\mooc-os.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VirtualBox虚拟机中安装ubuntu 14.04 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VirtualBox上安装ubuntu 下载ubuntu 14.04 img镜像，并在VirtualBox中安装系统。

建议a: 设置虚拟硬盘的大小为8GB以上，虚拟内存在512MB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 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

[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 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
• QQ群 181873534

课程汇总信息

-课程汇总

希望了解OS基本概念和原理的同学

. OS课程资料 . OS MOOC公开课(原理部分)

希望了解OS设计与实现细节的同学

. OS实验资料 . OS实验代码 . OS MOOC公开课(实验部分)

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) . "操作系统简单实现与基本原理 — 基于ucore" 配套代码 . ucore plus 跨硬件平台的ucore OS

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！