操作系统实验报告-熟悉实验环境

实验材料准备

下载实验包hit-oslab-linux-20110823.tar.gz（包含linux-0.11源码、bochs虚拟机等）：

https://cms.hit.edu.cn/pluginfile.php/3329/mod_folder/content/6/hit-oslab/hit-oslab-linux-20110823.tar.gz?forcedownload=1

下载gcc-3.4-ubuntu.tar.gz（编译linux-0.11需要用到的低版本gcc）：

https://cms.hit.edu.cn/pluginfile.php/3329/mod_folder/content/6/hit-oslab/gcc-3.4-ubuntu.tar.gz?forcedownload=1

实验环境设置（ubuntu-16.04.1-desktop-amd64）

实验材料

在～（用户Home文件夹）下创建workspace文件夹，将hit-oslab-linux-20110823.tar.gz解压到workspace下：

mkdir workspace
cd workspace
tar xzf hit-oslab-linux-20110823.tar.gz

gcc-3.4安装

解压gcc-3.4-ubuntu.tar.gz到/opt下：

cd /opt 
tar xzf ~/Downloads/gcc-3.4-ubuntu.tar.gz

安装gcc-3.4（因为我的是64位系统，所以安装参数为amd64；若为32位系统，参数应为i386）：

cd gcc-3.4
sudo ./inst.sh amd64

as86、ld86安装（用于编译和链接linux-0.11/boot下的bootsect.s和setup.s，它们采用as86汇编语法；而linux-0.11下的其他汇编语言文件采用gas的语法AT&T）

搜索包含as86、ld86的包：

apt-cache search as86 ld86

执行结果：

bin86 - 16-bit x86 assembler and loader

安装bin86：

sudo apt-get install bin86

64位系统需要安装32位兼容库：

sudo apt-get install libc6-dev-i386 

C语言编译环境

sudo apt-get install build-essential

安装IDE

sudo apt-get install vim cscope exuberant-ctags

编译内核

cd ~/workspace/oslab/linux-0.11
make

编译中断，输出错误信息：

In file included from /usr/include/linux/fs.h:10,
                 from tools/build.c:28:
/usr/include/linux/ioctl.h:4:23: asm/ioctl.h: No such file or directory
In file included from /usr/include/linux/fs.h:11,
                 from tools/build.c:28:
/usr/include/linux/types.h:4:23: asm/types.h: No such file or directory
In file included from /usr/include/linux/types.h:8,
                 from /usr/include/linux/fs.h:11,
                 from tools/build.c:28:
/usr/include/linux/posix_types.h:35:29: asm/posix_types.h: No such file or directory
In file included from /usr/include/linux/fs.h:11,
                 from tools/build.c:28:
/usr/include/linux/types.h:27: error: syntax error before "__le16"
/usr/include/linux/types.h:28: error: syntax error before "__be16"
/usr/include/linux/types.h:29: error: syntax error before "__le32"
/usr/include/linux/types.h:30: error: syntax error before "__be32"
/usr/include/linux/types.h:31: error: syntax error before "__le64"
/usr/include/linux/types.h:32: error: syntax error before "__be64"
/usr/include/linux/types.h:34: error: syntax error before "__sum16"
/usr/include/linux/types.h:35: error: syntax error before "__wsum"
In file included from tools/build.c:28:
/usr/include/linux/fs.h:43: error: syntax error before "__u64"
/usr/include/linux/fs.h:45: error: syntax error before "minlen"
make: *** [tools/build] Error 1

google搜索得知是因为64位linux的asm目录为：

/usr/include/x86_64-linux-gnu/asm

make找不到文件从而导致编译中断

解决方法（建立链接）：

sudo ln -s /usr/include/x86_64-linux-gnu/asm /usr/include/asm

运行和调试

运行

运行编译好的内核，在oslab目录下：

./run

出现错误：

./bochs/bochs-gdb: error while loading shared libraries: libSM.so.6: cannot open shared object file: No such file or directory

打印动态链接配置：

ldconfig -p | grep libSM.so.6

libSM.so.6的链接信息：

libSM.so.6 (libc6,x86-64) => /usr/lib/x86_64-linux-gnu/libSM.so.6

我们需要的是32位的。搜索库对应的包名称：

apt-file search libSM.so.6

打印结果：

libsm6: /usr/lib/x86_64-linux-gnu/libSM.so.6
libsm6: /usr/lib/x86_64-linux-gnu/libSM.so.6.0.1

得到其对应的包名为libsm6，安装对应的32位库：

sudo apt-get install libsm6:i386

再次尝试，出现错误：

./bochs/bochs-gdb: error while loading shared libraries: libXpm.so.4: cannot open shared object file: No such file or directory

也可按以上方法解决，不过这里用了另一个工具：

dpkg-query -S libXpm.so.4

同理解决之，再次尝试：

./run

成功运行！

调试

汇编级调试

./dbg-asm

操作参考Bochs使用手册

C语言级调试

./dbg-c

Ctrl+Alt+T打开另一个终端窗口，进到~/workspace/oslab下执行：

./rungdb

出现两次库不存在错误，按照上面的方法安装对应32位库解决后运行成功：

操作参考GDB的Manuel：

man gdb

Ubuntu与Linux-0.11之间的文件交换

挂载Linux-0.11

./mount-hdc

mount-hdc是一个shell脚本：

#!/bin/sh
export OSLAB_PATH=$(dirname `which $0`)
mount -t minix -o loop,offset=1024 $OSLAB_PATH/hdc-0.11.img $OSLAB_PATH/hdc 

第1行 指明脚本使用的shell

第2行 将调用本脚本的目录设置为oslab的目录

第3行 根据mount的manual手册，

　　　　-t minix 表示要挂载的文件系统类型为minix

　　　　-o[ption] 可以有3个参数（参考losetup的manual）：

　　　　　　loop 可以指定文件所映射的回环设备；若不指定，则由mount自动搜寻

　　　　　　offset 指定文件或设备中数据起始位置在该文件或设备中的偏移

　　　　　　sizelimit 从offset开始算起文件或设备的最大大小

　　 故此行将$OSLAB_PATH/hdc-0.11.img映射到mount搜寻到的设备中，文件系统为minix，数据起始偏移为1024byte，再挂载到$OSLAB_PATH/hdc目录下。

这样Ubuntu就可以在$OSLAB_PATH/hdc下访问Linux-0.11的文件了。

卸载Linux-0.11

在oslab目录下：

umount hdc

注意

1：不要在0.11内核运行的时候mount镜像文件，否则可能会损坏文件系统。同理，也不要在已经mount的时候运行0.11内核；

2：在关闭Bochs之前，需要先在Linux-0.11的命令行运行“sync”，确保所有缓存数据都存盘后，再关闭Bochs。

参考

as86、ld86安装

内核编译asm不存在错误

loop device回环设备