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MIT Operating System Engineering#0 Booting a PC

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MIT 6.828

最近在学MIT的OS课程，lab绝对业界良心。
XJTU的操作系统课就是写一个系统调用，改下进程软中断通信的代码，代码量不足500。。。
MIT上课用xv6来教学，lab是做一个完整的小型操作系统JOS。

配置环境

虽然没什么技术含量，但是这真的是令人头疼的事。附：图文教程
需要一台x86机器，一般的Linux发行版应该都可以，可以使用unabenlme -a查看，如果显示xxx GNU/Linux就行，MIT的学生可以使用配置好的远程Server。
本来打算白嫖下Harvard的服务器，但是没有root权限，只能可怜巴巴地在Win环境用虚拟机。
平台：Vmware Player15，Ubuntu-14.04.5-desktop-i386.iso

  • 检验编译链
    objdump -i：第二行显示elf32-i386；
    gcc -m32 -print-libgcc-file-name：打印出/usr/lib/gcc/i686-linux-gnu/4.8/libgcc.a
  • 安装git：sudo apt-get install git
  • 下载qemu
    建议不要作死，安装MIT Patch过的版本：git clone https://github.com/mit-pdos/6.828-qemu.git qemu
  • 安装依赖库
    官方说要装5个库，但其实libtool-bin好像找不到，不过不影响后续： 
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    sudo apt-get install libsdl1.2-dev
    sudo apt-get install libglib2.0-dev
    sudo apt-get install libz-dev
    sudo apt-get install libpixman-1-dev
  • 配置qemu
    切到qemu目录，./configure --disable-kvm --disable-werror --target-list="i386-softmmu x86_64-softmmu"
    [--prefix=PFX]可选参数是选择安装路径，这里就默认在/usr/local
  • 安装qemu：sudo make && sudo make install
  • 下载实验代码
    根目录下新建6.828目录，切到该目录，git clone https://pdos.csail.mit.edu/6.828/2018/jos.git lab，切到lab目录，make就可以了。

PC Bootstrap

物理地址空间：
在这里插入图片描述
以前的PC内存只有1MB，Low Memory是PC唯一能用的RAM。VGA Display是VGA缓冲区和固件，BIOS以前都在ROM中，不过现今都在闪存中，做完系统初始化（PCI总线等重要设备），寻找bootable设备(硬盘)，读取boot loader加载OS，将控制权转OS。后来内存远远超过1MB，可用的也就有Extended Memory，不过为了后向兼容，还是保留了Low Memory，这样可用的RAM就被分为了两部分。如果64位系统，那么内存更大，这样为了兼容，32-bit memory mapped devices还是要保留，就又被割裂了。

The Boot Loader

硬盘的第一个分区存放启动程序，包括一个汇编文件boot/boot.S和一个C文件boot/main.c，启动程序将CPU从实模式转为32位保护模式，通过特殊的I/O指令读取内核。

The Kernel