前言
實現一個操作系統一直是我的一個願望，當然為了不只是願望，因此近期開始嘗試實現。搜索了相關資料后，計划先從清華大學的ucore操作系統開始，完成其8個實驗，之后再進一步修改、添加新功能，逐步實現自己的OS
另外，博客已經很久沒更新了，這是時隔3年的第一次更新，之后也會更多通過博客園記錄學習過程
內容
完成實驗環境的搭建
開發環境
ucore實驗與運行需要在Linux上，因為Win還是比較方便，所以我使用的是虛擬機安裝Linux，虛擬機使用VMware，Linux發行版使用最新版的Ubuntu 20.04
ucore實驗編寫時使用Win的VS Code，較為流暢、方便（當然也可以直接在Ubuntu中使用VS Code編輯），但是編譯、調試、運行OS時需要使用虛擬機的Ubuntu，為了使得兩者無縫切換，可以將Win的相應目錄映射到Ubuntu虛擬機/mnt目錄下。如圖我映射了Win下的整個A盤，映射名稱為a，映射到了Ubuntu的/mnt/hgfs/a目錄
下載ucore
使用git從github中下載，github地址，如下：
git clone https://github.com/chyyuu/ucore_os_lab.git
由於git clone比較慢，因此我是直接在github上下載的zip壓縮包
安裝qemu
ucore使用qemu模擬器運行，qemu支持多種cpu架構的模擬，如i386、arm、mips等，通過apt可安裝qemu，如下：
sudo apt-get install qemu-system
編譯內核
從github下載的ucore_os_lab目錄中，ucore_os_lab/labcodes_answer為較為完整的os代碼，首先通過編譯lab1的代碼了解ucore編譯過程。
- 進入
ucore_os_lab/labcodes_answer/lab1_result目錄 - 使用
make clean清空編譯結果 - 使用
make命令編譯
編譯成功后生成一系列目標文件，主要有：
- ucore.img：被qemu訪問的虛擬硬盤文件
- kernel: ELF格式的toy ucore kernel執行文，被嵌入到了ucore.img中
- bootblock: 虛擬的硬盤主引導扇區（512字節），包含了bootloader執行代碼，被嵌入到了ucore.img中
- sign：外部執行程序，用來生成虛擬的硬盤主引導扇區
編譯完成后使用make qemu即可啟動內核運行
內核調試
內核開發過程中不可能一次成功，需要反復調試、運行，為了使調試過程更為直觀、易操作，使用Ubuntu中的VS Code進行調試。VS Code需要做如下配置：
- 將lab1_result目錄在VS Code中打開
- 點擊運行-創建launch.json文件，選擇gdb調試器
- VS Code會自動創建該文件模板，在配置項中只需修改和增加下面兩個
"miDebuggerServerAddress": "127.0.0.1:1234",
"program": "bin/kernel"
完成配置后可通過VS Code進行調試
- 使用
make gdb使qemu進入調試模式
- 在內核代碼中添加斷點
- 啟動調試
- 進行調試
參考
- ucore文檔 https://chyyuu.gitbooks.io/ucore_os_docs/content/
- 學堂在線課程 https://next.xuetangx.com/course/THU08091000267/1516699
- 手把手教你利用VS Code+Qemu+GDB調試Linux內核 https://zhuanlan.zhihu.com/p/105069730