五分钟内搭建 Linux 0.11 的实验环境

1 故事

大概在 2008 年 5 月份开始阅读赵博的《Linux内核彻底注释》，并在当时 兰大开源社区 的博客系统上连载阅读笔记。

每阅读完一部分就会写一份笔记，当时社区的反响仍是蛮大了，所以结识了不少技术方面的好友。

可是大概在 2009 年初，本身出去实习了。由于实习工做任务繁重，因此这部分阅读工做未能继续。另外，那个博客网站由于升级故障，致使数据被破坏，到现在都没法访问。

还好当时有作数据备份，2013 年左右在本身机器上从新把网站恢复出来，博客系统的数据总算找回来。而且已经陆续把部分重要文章整理到了现在的 泰晓科技 平台上，但愿更多的同窗受益。

计划逐步把当时的阅读笔记整理出来并抽空阅读剩下的部分。

这里先分享如何快速搭建一个 Linux 0.11 的实验环境，这是阅读这本书很是重要的准备工做，由于做为实践性很强的操做系统课程，实验环境是必要条件，不然没法深刻理解。

2 更多细节

好了，若是想快速上手，能够直接跳到 下一节。

2.1 往事回首

赵老师书里头介绍的是在 Redhat 环境下用 Bochs 仿真系统来跑 Linux 0.11，经过实验发现诸多问题，不断摸索，阅读计划不断推迟，由于蛮多时间浪费在实验和调试环境的打造上了，分享一下这段历史吧：目前已经成功地把linux-0.11移植到gcc 4.3.2，当时仍是作了一些工做的：

• 能够在 32 位和 64 位的 Linux/x86 系统上编译
• 支持最新的 Gcc 4.3.2，并同时支持 Gcc 3.4, 4.1, 4.2, 4.3，也就是说无论你机器上安装的是这里头的哪一个版本，该代码均可以正常编译
• 在最新的 Ubuntu 和 Debian 系统上测试经过
• 在 bochs 2.3.7 和 qemu 0.9.1 上正常启动
• 其中的 boot/bootsect.s 和 boot/setup.s 已经用 AT&T 语法重写，并把原来的版本剔除，所以无须再安装 bin86
• Makefile 文件被调整和增长了一些内容，更方便用户调整编译选项和移植，并更方便地进行实验
• 用 Shell 重写了 tools/build.c，更容易理解

最终达成的效果是，能够很是方便地在当时最新的 Ubuntu 系统上学习和调试 Linux 0.11，为后续进一步研究 Linux 0.11 提供了最基础的准备。

2.2 八年以后

废话很少说了，从 2008 年到如今，本身在 Linux 方面的学习有了必定的进步，回头再看看曾经奋斗的历程，稍微有点小小的感动。

由于当时的博客以及档案的下载地址都已经失效，因此不少网友还时长会发邮件过来咨询。通常是直接把机器上备份的一些档案邮寄给你们。

最近也稍有在 Google 上检索 Linux 0.11，很是有幸看到有蛮多的 github 仓库备份并改进了我当时上传的代码。很是精彩的例子有：

• https://github.com/yuanxinyu/Linux-0.11
• https://github.com/run/linux0.11

很是感谢你们的工做，上面均可以直接在当前的 Ubuntu 环境下工做，第一份甚至都已经支持 Mac OS X ;-)

不过也还有可稍微改进的地方：

• 把实验须要的 rootfs 镜像直接经过压缩的方式上传到仓库

  这样就能够造成一个完整的实验环境，压缩的好处是能够加快网络下载的速度；另外，为了不额外的解压工做，在 Makefile 里头，我这个脚本控固然是代劳了。

• 合并更多不曾发布的内容

  • 把 calltree 二进制文件直接打包进去，这样就能够直接用了（注：calltree-2.3 源代码也已经没法在最新的 Ubuntu 系统编译了！）
  • 添加了脚本 tools/tree2dotx，能够把 calltree 的输出转换为图片
  • 把 floppy 和 ramdisk 的包也打包进去，方便阅读相关代码，不过惋惜的是，发现从 floppy 启动一直死循环，后面再解决吧，应该是代码问题
  • 其余微小调整

整个实验环境目前只有 30 M，压缩成 xz 只有 18 M，很是小。

3 五分钟教程

3.1 预备

先准备个电脑，XP 已死，建议用 Ubuntu 或者 OS X，这里主要介绍 Ubuntu，OS X 看 README.md吧。

1. apt-get install vim cscope exuberant-ctags gcc gdb binutils qemu

3.2 下载

1. git clone https://github.com/tinyclub/linux-0.11-lab.git

3.3 编译

1. cd linux-0.11-lab && make

这个版本在Ubuntu 16.04.2 LTS gcc 版本 7.1.0 内核4.10.0-28下能够编译经过.亦能够到这里下载

http://cloud.189.cn/t/zeeYbqr6f6Rn（访问码：3635）

3.4 从硬盘启动

1. make start-hd

也可用bochs启动：

 cp rootfs/hdc-0.11.img hdc-0.11.img 

bochrc

###############################################################
# Configuration file for Bochs
###############################################################

# how much memory the emulated machine will have
 megs: 32

# filename of ROM images
 romimage: file=/opt/local/share/bochs/BIOS-bochs-latest #/opt/share/bochs/BIOS-bochs-latest
 vgaromimage: file=/opt/local/share/bochs/VGABIOS-lgpl-latest #/usr/share/vgabios/vgabios.bin


floppya: 1_44="Image", status=inserted
ata0-master: type=disk, path="hdc-0.11.img", mode=flat, cylinders=410, heads=16, spt=38
boot: c
log: bochsout.txt

# disable the mouse
 mouse: enabled=0

# enable key mapping, using US layout as default.
# keyboard_mapping: enabled=1, map=/opt/local/share/bochs/keymaps/x11-pc-us.map
  keyboard: keymap=/opt/local/share/bochs/keymaps/x11-pc-us.map

3.5 调试

打开一个控制台，从硬盘启动并进入 debug 模式：

1. make debug-hd

经过 gdb 调试：

1. gdb images/kernel.sym
2. (gdb) target remote :1234
3. (gdb) b main
4. (gdb) c

3.6 查阅文档

README.md

3.7 查看帮助

make help
> Usage:
 make --generate a kernel floppy Image with a fs on hda1
 make start -- boot the kernel in qemu
 make start-fd -- boot the kernel with fs in floppy
 make start-hd -- boot the kernel with fs in hard disk
 make debug -- debug the kernel in qemu & gdb at port 1234
 make debug-fd -- debug the kernel with fs in floppy
 make debug-hd -- debug the kernel with fs in hard disk
 make disk  -- generate a kernel Image & copy it to floppy
 make cscope -- genereate the cscope index databases
 make tags -- generate the tag file
 make cg -- generate callgraph of the system architecture
 make clean -- clean the object files
 make distclean -- only keep the source code files

3.8 生成函数调用关系图
 

make cg
ls calltree/linux-0.11.jpg

生成的图片见最后。

4 后话

是否是够简单便捷？

遇到任何问题欢迎参与回复互动，或者关注咱们的新浪微博/微信公众号互动：@泰晓科技。

也能够直接到赵老师的站点上参与交流和讨论：http://www.oldlinux.org/oldlinux/

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