簡介
2019年秋，我自學了一下哈工大的操作系統課程，感覺其設計的教程和實驗作為操作系統入門是個不錯的選擇（雖然是基於較老的Linux-0.11寫的）。實驗大致覆蓋了操作系統中的核心概念，例如啟動、中斷、外設IO、上下文切換/系統調用，進程管理與調度，進程間通信，內存管理/地址轉換，文件系統等。而且每個實驗在教材中都有對應的說明，做起來很順暢。我做完后整理了一下相關資源，希望能幫到一些自學的同學。
指導教材
該課程使用的教材是 李治軍 和 劉宏偉 編著的《操作系統原理、實現與實踐》（ISBN: 978-7-04-049245-3），你可以在 這里 獲得。除了和課程對應的實驗，這本書還在最后設計了4個大的項目，包含內核級線程，虛擬內存，GUI以及網絡協議的實現。
另外，趙炯 編著的《Linux內核完全注釋-內核版本0.11》也是一本不錯的參考書，你可以在 這里 獲取。
實驗資源
你可以在 Hack-Linux-0.11 上獲得開發環境需要的工具，以及每個實驗的參考代碼、示例效果和注意事項。該倉庫的布局說明如下：
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oslab.zip：原Linux 0.11的代碼和在GNU/Linux下開發所需的工具，例如Bochs 2.3.7和GCC 3.4。
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tmp/: 一些雜項，和主體實驗沒什么關系。
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Lab 6.Ext. Print paging status/: 在完成實驗6后，我設計了一個打印頁地址轉換的實驗。
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其他的八個目錄與書上的八個實驗相對應，每個目錄包含的是相對於原Linux 0.11更改的文件，另外還有一份README.md，說明了實驗的注意事項以及示例效果。
通過使用 rsync 和 cp 這類的工具，我們可以方便的修改原始的Linux 0.11代碼，並運行修改后的內核。例如，在我的機器上，可以通過以下bash命令來運行Lab 6.Ext.對應的內核：
qiuhaoli@VM:~/tmp/oslab$ rsync -a ../Hack-Linux-0.11/Lab\ 6.Ext.\ Print\ paging\ status/linux-0.11/ ./linux-0.11/
qiuhaoli@VM:~/tmp/oslab$ sudo ./mount-hdc
qiuhaoli@VM:~/tmp/oslab$ cd ./hdc/usr/include/
qiuhaoli@VM:~/tmp/oslab/hdc/usr/include$ sudo cp ../../../../Hack-Linux-0.11/Lab\ 6.Ext.\ Print\ paging\ status/hdc/usr/include/* .
qiuhaoli@VM:~/tmp/oslab/hdc/usr/include$ cd ../../..
qiuhaoli@VM:~/tmp/oslab$ cd linux-0.11/
qiuhaoli@VM:~/tmp/oslab/linux-0.11$ make && ../run
環境搭建
本下載oslab.zip后，你可以參考 HIT-MANUAL 完成實驗環境的搭建。要注意的是，在搭建過程中可能會遇到32位庫缺失問題，可以通過指定安裝對應的32位版本庫或者multilib 解決，例如：
qiuhaoli@VM:~/tmp$ sudo apt install gcc-multilib linux-libc-dev:i386
另外，某些頭文件或者庫在不同的GNU/Linux發行版或者不同版本的系統中放置的位置可能不同，例如 /usr/include/asm 與 /usr/include/asm-generic ，可以做一下鏈接：
qiuhaoli@VM:~/tmp$ ln -s /usr/include/asm-generic /usr/include/asm
最后，當你不知道某個文件或文件夾對應的庫時，可以使用 apt-file 這個工具進行查找，例如：
qiuhaoli@VM:~/tmp$ apt-file search /usr/include/asm
gcc-multilib: /usr/include/asm
linux-libc-dev: /usr/include/asm-generic/auxvec.h
...
P.S.
雖然這幾個實驗設計的都不錯，但由於平台和代碼年代久遠，以及C本身的一些特性，在實驗的過程中總會遇到一些歷史遺留問題或者設計缺陷。我現在正試着基於RISC-V平台用Rust寫一個教學型的操作系統，目前剛剛開始，如果你對此也有興趣，就請聯系我吧！