《Orange's 一个操作系统的实现》读书手记2--- [ 搭建你的工作环境]

搭建你的工作环境


古人云：“工欲善其事，必先利其器”。
是的，俗话也说：“磨刀不误砍柴工”，先让我们放慢脚步，精心地打造传说中的Bochs吧。

2.1 虚拟计算机Bochs

简单来讲，它相当于运行在计算机内的小计算机。这个好理解，我用的vmware不就是这样的东东嘛。不过，现在看来，我得让Bochs成为包含在vmware中的“小小计算机”了。

2.1.1 Bochs初体验

嗯，我已经从书上的插图看到啦，是个黑底白字的、运行着Debian的、满天繁星似的窗口！

2.1.2 Bochs的安装

ubuntu8.10下安装还真方便:sudoapt-get install vgabios bochs bochs-x bximage。
停，作者在后面马上就说了：“不过这样安装虽然省事，但有个缺点不得不说，就是默认安装的Bochs很可能是没有调试功能的，这显然不能满足我们的需要"。阿弥陀佛，我们安装Bochs，图得不就是它的调试功能吗，赶紧悬崖勒马，回头是岸。

立马去bochs的老家 h t t p://bochs.sourceforge.net搬了几个源码包过来，先是下了书上用的bochs2.3.5。
tarxzvf bochs-2.3.5.tar.gz
cdbochs-2.3.5
./configure--enable-debugger --enable--disasm
sudomake

出现了错误:
symbols.cc:At global scope:

symbols.cc:137: error: ISO C++forbids declaration of ‘hash_map’ with no type
symbols.cc:137:error: expected ‘;’ before ‘<’ token
symbols.cc:145:error: expected constructor, destructor, or type conversion before ‘<’ token

symbols.cc: In constructor ‘context_t::context_t(Bit32u)’:

symbols.cc:152: error: ‘map’ was not declared in thisscope

symbols.cc: In static member function ‘staticcontext_t* context_t::get_context(Bit32u)’:

symbols.cc:173: error: ‘map’ was not declared in thisscope

make[1]: *** [symbols.o] Error 1

make: *** [bx_debug/libdebug.a] Error 2

然后，连续下了bochs2.3.7、bochs2.4.1、bochs2.4.5，竟然没有一个能顺利通过编译的。
向Baidu求救，有人也遇到了同样的问题：
h t t p://www.kklinux.com/html/Love-Linux/Ubuntu/200908/31-6070_2.html
我就老老实实地照着做了一遍:
1.sudoapt-get install build-essential (没问题，无须更新)
sudoapt-get install xorg-dev (下了大部分，有些库没法下，先没理它)
sudoapt-get install bison(没问题，无须更新)

2../configure --enable-docbook=no -with-x11--enable-debugger --enable-disasm--enable-pci --enable-pcidev --enable-plugins
--enable-ne2000 --enable-panic(有下划线是启动调试和反汇编功能，其他不知道有什么用)

3.在做make之前,
需要在bx_debug/symbols.cc的97行之后加上一些代码，加后如下所示：
usingnamespace std;
#ifdef__GNUC__ (新加的，注意前后都是两个下划线)
usingnamespace __gnu_cxx;(新加的，注意前面是两个下划线)
#endif (新加的)
structsymbol_entry_t;

4.好了，开始sudo make，噼哩啪啦一阵过后，还是有错误，"cannot
find -lXpm" ，少了libxpm库，这个库用来干嘛的我不知道，但我一定要把它找到，sudo apt-get
没法获取了，那我就去其他地方找呗，总不至于在一棵树上吊死吧，诶，有了：
h t t p://ftp.debian.org/debian/pool/main/libx/libxpm/libxpm-dev_3.5.7-1_i386.deb

5.sudodpkg -i libxpm-dev_3.5.7-1_i386.deb

6.接下来就喜事连连了，bochs2.3.7发来贺电！bochs2.3.5发来贺电！不过boch2.4.5有点另类，上面的第3步不用做，第2步也
不能加--enable选项，加了连Makefile都产生不了，可能是因为缺少了gtk+_2.0的相关库，这也就意味着boch2.4.5编译出来是 不带调试功能的了，因为--enable-debugger打不开呀。最后，我索性试了一下bochs2.4.1，它确实有点顽固，死活不肯让我编译通
过，在proc_ctrl.cc:654行出现错误: "CheckPDPTR was not declared in thisscope"。懒得再跟它纠缠了。

7.为了尽量保持跟书上的环境一致，我选择了bochs2.3.5，sudo make install。对于不带调试功能的bochs2.4.5，后面还有用得着它的地方。

2.1.3 Bochs的使用

所谓映像者，你可以理解为原始设备的逐字节复制，也就是说软盘的第M个字节对应映像文件的第M个字节。
现在就用Bochs自带的组件bximage做一个吧:
bximage回车，除了第一个选项输入"fd"外，其余的直接按回车，完后在当前目录下多了一个a.img。
到目前为止，我已经有了"小小计算机"和“难得的软盘”，是时候把第一章的“小麻雀”装进软盘了。我使用dd命令：
dd if=boot.bin of=a.img bs=512 count=1 conv=notrunc

对了，还有件工具不能忘了：NASM。走捷径吧，sudo apt-get install nasm，又是有些东西不能获得，真是欲速则不达，还是老实的去找：
h t t p://ftp.debian.org/debian/pool/main/n/nasm/nasm_2.03.01-1_i386.deb

h t t p://ftp.tcc.edu.tw/debian/pool/main/n/nasm/nasm_2.03.01-1_i386.deb

h t t p://www.anheng.com.cn/debian/pool/main/n/nasm/nasm_2.03.01-1_i386.deb

h t t p://www.nasm.us/pub/nasm/
sudodpkg -i nasm_2.03.01-1_i386.deb
nasm boot.asm -o boot.bin
至此，dd命令顺利执行。
Bochs
的配置文件bochsrc 在哪里？找不到，自己依葫芦画瓢写一个:
#memory

megs:32

# file of rom images

romimage: file=/usr/local/share/bochs/BIOS-bochs-latest

vgaromimage: file=/usr/local/share/bochs/VGABIOS-lgpl-latest

# disk will be used

floppya: 1_44=a.img, status=inserted

# boot disk

boot:floppy

# log messages

log:bochsout.log

# disable the mouse

mouse:enabled=0

#enable key mapping

keyboard_mapping:enabled=1, map=/usr/local/share/bochs/keymaps/x11-pc-us.map

注意，romimage和vgaromimage的路径，跟书上说的有点不同。
把上面编写的bochsrc和a.img放在同一个目录下，在这个目录下输入bochs
命令(什么参数也没带)，一个回车：
========================================================================

Bochs x86 Emulator 2.3.5

Build fromCVS snapshot, on September 16, 2007

========================================================================

00000000000i[ ] reading configuration from bochsrc

------------------------------

Bochs Configuration: Main Menu

------------------------------

This is the Bochs Configuration Interface, where you can describe the

machine that you want to simulate. Bochs has already searched for a

configuration file (typically called bochsrc.txt) and loaded it if it

could be found. When you are satisfied with the configuration, go

ahead and start the simulation.

You can also start bochs with the -q option to skip these menus.

1. Restore factory default configuration

2. Read options from...

3. Edit options

4. Save options to...

5. Restore the Bochs state from...

6. Begin simulation

7. Quit now

Please choose one: [6] 再输入回车：



Please choose one: [6]

00000000000i[ ] installing x module as the Bochs GUI

00000000000i[ ] using log file bochsout.log

Next at t=0

(0) [0xfffffff0] f000:fff0 (unk. ctxt): jmp farf000:e05b ; ea5be000f0

<bochs:1> c 回车:



如果用不带调试功能的Bochs2.4.5，那么在Please choose one: [6]回车之后，马上就可以看到上面的效果了。
bochs
还有很多东西没有挖掘出来，但是我们的目标并不在于研究Bochs本身。正如作者所说的"实践->遇到问题->解决问题->再实践"，当哪一天我真的需要用到它的高级功能时，我想我是不敢偷懒的。
有关bochs在ubuntu8.10下的安装，也可参考"坠落天堂"的：
h t t p://hi.baidu.com/316194566/blog/item/b45fd124423be00e4d088d46.html

2.1.4 用Bochs调试操作系统

其实，刚才我们已经开始调试了，输入的“c”就是 Bochs的一条指令，表示继续执行，直到遇上断点。我没有设断点，所以一口气就执行到底了，出现了“Hello My world!” (我把OS改成My了)。
设断点，就用b；看cpu相关的状态，就用dump_cpu；看物理内存，就用xp；看线性地址，用x；即时跟踪cputrace-reg
on，等等，我就懒得再一一例举了。总之，跟linux下大名鼎鼎的gdb很像是不是，遇到不清楚的，随时都可help的信息就用。

2.2 QEMU

我尝试着sudo apt-get install qemu
没有成功。没关系，我已经有了vmware。作者说的“可让你不必总是这么辛苦的妙计”，我就用不带调试功能的Bochs2.4.5来做吧。

2.3 平台之争:Windows还是*nix

谁好谁坏，我想我不愿沉湎于如此的争辩漩涡，毕竟是两种完全不同类型的文化理念，虽说一山不能容二虎，但如果是一公一母呢？我不至于偏激到绝对不用这个而用那个的地步，这事没有绝对，Windows上搞个虚拟机，可以装一个linux，linux上搞个虚拟机，照样可以跑windows。两个平台我都在
用，最合适的才是最好的。

2.4 GNU/Linux
下的开发环境

在工作环境中，虚拟机是个重头戏，除了虚拟机之外，还有几样重要的东西，分别是编辑器、编译器和自动化工具GNU make。
编译器呢，我现在暂时用的是vim，简单实用。早就听说强悍的Emacs了，还没见过他的庐山真面目，至于mc，看上去功能也很强大，什么时候把两个都搞来玩玩。
汇编语言编译器NASM，刚才装过了；C语言编译器，我的ubuntu8.10上带的是GCC 4.3.2；GNU Make当然有了。

2.5 Window
下的开发环境

这个就不多说了，我的环境是windowxp sp3 + vmware6.5.1 + ubuntu8.10。

2.6 总结

好了，我的“小小计算机”也已健健康康地呆在了vmware之中，为“小麻雀”发育提供了可能的生长环境。至于能不能顺利地变成胚胎，关键还在于"护胎"，下一章就要开始“胎教”----32位Intel
CPU保护模式的运行机制了！