Caffeinated 6.828：使用的工具

在这个课程中你将使用两套工具：一个是 x86 模拟器 QEMU，它用来运行你的内核；另一个是编译器工具链，包括汇编器、链接器、C 编译器，以及调试器，它们用来编译和测试你的内核。本文有你需要去下载和安装你自己的副本相关信息。本课程假定你熟悉所有出现的 Unix 命令的用法。

我们强烈推荐你使用一个 Debathena 机器去做你的实验，比如 athena.dialup.mit.edu。如果你使用运行在 Linux 上的 MIT Athena 机器，那么本课程所需要的所有软件工具都在 6.828 的存储中：只需要输入 add -f 6.828 就可以访问它们。

如果你不使用 Debathena 机器，我们建议你使用一台 Linux 虚拟机。如果是这样，你可以在你的 Linux 虚拟机上构建和安装工具。我们将在下面介绍如何在 Linux 和 MacOS 计算上来构建和安装工具。

在 Cygwin 的帮助下，在 Windows 中运行这个开发环境也是可行的。安装 cygwin，并确保安装了 flex 和 bison 包（它们在开发 header 软件包分类下面）。

对于 6.828 中使用的工具中的有用的命令，请参考实验工具指南。

编译器工具链

“编译器工具链“ 是一套程序，包括一个 C 编译器、汇编器和链接器，使用它们来将代码转换成可运行的二进制文件。你需要一个能够生成在 32 位 Intel 架构（x86 架构）上运行的 ELF 二进制格式程序的编译器工具链。

测试你的编译器工具链

现代的 Linux 和 BSD UNIX 发行版已经为 6.828 提供了一个合适的工具链。去测试你的发行版，可以输入如下的命令：

% objdump -i

第二行应该是 elf32-i386。

% gcc -m32 -print-libgcc-file-name

这个命令应该会输出如 /usr/lib/gcc/i486-linux-gnu/version/libgcc.a 或 /usr/lib/gcc/x86_64-linux-gnu/version/32/libgcc.a 这样的东西。

如果这些命令都运行成功，说明你的工具链都已安装，你不需要去编译你自己的工具链。

如果 gcc 命令失败，你可能需要去安装一个开发环境。在 Ubuntu Linux 上，输入如下的命令：

% sudo apt-get install -y build-essential gdb

在 64 位的机器上，你可能需要去安装一个 32 位的支持库。链接失败的表现是有一个类似于 “__udivdi3 not found” 和 “__muldi3 not found” 的错误信息。在 Ubuntu Linux 上，输入如下的命令去尝试修复这个问题：

% sudo apt-get install gcc-multilib

使用一个虚拟机

获得一个兼容的工具链的最容易的另外的方法是，在你的计算机上安装一个现代的 Linux 发行版。使用虚拟化平台，Linux 可以与你正常的计算环境和平共处。安装一个 Linux 虚拟机共有两步。首先，去下载一个虚拟化平台。

• VirtualBox（对 Mac、Linux、Windows 免费）— 下载地址
• VMware Player（对 Linux 和 Windows 免费，但要求注册）
• VMware Fusion（可以从 IS&T 免费下载）。

VirtualBox 有点慢并且灵活性欠佳，但它免费！

虚拟化平台安装完成后，下载一个你选择的 Linux 发行版的引导磁盘镜像。

• 我们使用的是 Ubuntu 桌面版。

这将下载一个命名类似于 ubuntu-10.04.1-desktop-i386.iso 的文件。启动你的虚拟化平台并创建一个新（32 位）的虚拟机。使用下载的 Ubuntu 镜像作为一个引导磁盘；安装过程在不同的虚拟机上有所不同，但都很简单。就像上面一样输入 objdump -i，去验证你的工具是否已安装。你将在虚拟机中完成你的工作。

构建你自己的编译器工具链

你需要花一些时间来设置，但是比起一个虚拟机来说，它的性能要稍好一些，并且让你工作在你熟悉的环境中（Unix/MacOS）。对于 MacOS 命令，你可以快进到文章的末尾部分去看。

Linux

通过将下列行添加到 conf/env.mk 中去使用你自己的工具链：

GCCPREFIX=

我们假设你将工具链安装到了 /usr/local 中。你将需要大量的空间（大约 1 GB）去编译工具。如果你空间不足，在它的 make install 步骤之后删除它们的目录。

下载下列包：

• ftp://ftp.gmplib.org/pub/gmp-5.0.2/gmp-5.0.2.tar.bz2
• https://www.mpfr.org/mpfr-3.1.2/mpfr-3.1.2.tar.bz2
• http://www.multiprecision.org/downloads/mpc-0.9.tar.gz
• http://ftpmirror.gnu.org/binutils/binutils-2.21.1.tar.bz2
• http://ftpmirror.gnu.org/gcc/gcc-4.6.4/gcc-core-4.6.4.tar.bz2
• http://ftpmirror.gnu.org/gdb/gdb-7.3.1.tar.bz2

（你可能也在使用这些包的最新版本。）解包并构建。安装到 /usr/local 中，它是我们建议的。要安装到不同的目录，如 $PFX，注意相应修改。如果有问题，可以看下面。

export PATH=$PFX/bin:$PATH
export LD_LIBRARY_PATH=$PFX/lib:$LD_LIBRARY_PATH

tar xjf gmp-5.0.2.tar.bz2
cd gmp-5.0.2
./configure --prefix=$PFX
make
make install # This step may require privilege (sudo make install)
cd ..

tar xjf mpfr-3.1.2.tar.bz2
cd mpfr-3.1.2
./configure --prefix=$PFX --with-gmp=$PFX
make
make install # This step may require privilege (sudo make install)
cd ..

tar xzf mpc-0.9.tar.gz
cd mpc-0.9
./configure --prefix=$PFX --with-gmp=$PFX --with-mpfr=$PFX
make
make install # This step may require privilege (sudo make install)
cd ..


tar xjf binutils-2.21.1.tar.bz2
cd binutils-2.21.1
./configure --prefix=$PFX --target=i386-jos-elf --disable-werror
make
make install # This step may require privilege (sudo make install)
cd ..

i386-jos-elf-objdump -i
# Should produce output like:
# BFD header file version (GNU Binutils) 2.21.1
# elf32-i386
# (header little endian, data little endian)
# i386...


tar xjf gcc-core-4.6.4.tar.bz2
cd gcc-4.6.4
mkdir build # GCC will not compile correctly unless you build in a separate directory
cd build
../configure --prefix=$PFX --with-gmp=$PFX --with-mpfr=$PFX --with-mpc=$PFX \
 --target=i386-jos-elf --disable-werror \
 --disable-libssp --disable-libmudflap --with-newlib \
 --without-headers --enable-languages=c MAKEINFO=missing
make all-gcc
make install-gcc # This step may require privilege (sudo make install-gcc)
make all-target-libgcc
make install-target-libgcc # This step may require privilege (sudo make install-target-libgcc)
cd ../..

i386-jos-elf-gcc -v
# Should produce output like:
# Using built-in specs.
# COLLECT_GCC=i386-jos-elf-gcc
# COLLECT_LTO_WRAPPER=/usr/local/libexec/gcc/i386-jos-elf/4.6.4/lto-wrapper
# Target: i386-jos-elf


tar xjf gdb-7.3.1.tar.bz2
cd gdb-7.3.1
./configure --prefix=$PFX --target=i386-jos-elf --program-prefix=i386-jos-elf- \
 --disable-werror
make all
make install # This step may require privilege (sudo make install)
cd ..

Linux 排错：

Q：我不能运行 make install，因为我在这台机器上没有 root 权限。

A：我们的指令假定你是安装到了 /usr/local 目录中。但是，在你的环境中可能并不是这样做的。如果你仅能够在你的家目录中安装代码。那么在上面的命令中，使用 --prefix=$HOME 去替换 --prefix=/usr/local。你也需要修改你的 PATH 和 LD_LIBRARY_PATH 环境变量，以通知你的 shell 这个工具的位置。例如：

export PATH=$HOME/bin:$PATH
export LD_LIBRARY_PATH=$HOME/lib:$LD_LIBRARY_PATH

在你的 ~/.bashrc 文件中输入这些行，以便于你登入后不需要每次都输入它们。

Q：我构建失败了，错误信息是 “library not found”。

A：你需要去设置你的 LD_LIBRARY_PATH。环境变量必须包含 PREFIX/lib 目录（例如 /usr/local/lib）。

MacOS

首先从 Mac OSX 上安装开发工具开始：xcode-select --install 。

你可以从 homebrew 上安装 qemu 的依赖，但是不能去安装 qemu，因为我们需要安装打了 6.828 补丁的 qemu。

brew install $(brew deps qemu)

gettext 工具并不能把它已安装的二进制文件添加到路径中，因此你需要去运行：

PATH=${PATH}:/usr/local/opt/gettext/bin make install

完成后，开始安装 qemu。

QEMU 模拟器

QEMU 是一个现代化的、并且速度非常快的 PC 模拟器。QEMU 的 2.3.0 版本是设置在 Athena 上的 6.828 中的 x86 机器存储中的（add -f 6.828）。

不幸的是，QEMU 的调试功能虽然很强大，但是有点不成熟，因此我们强烈建议你使用我们打过 6.828 补丁的版本，而不是发行版自带的版本。这个安装在 Athena 上的 QEMU 版本已经打过补丁了。构建你自己的、打 6.828 补丁的 QEMU 版本的过程如下：

via: https://pdos.csail.mit.edu/6.828/2018/tools.html

作者：csail.mit 选题：lujun9972 译者：qhwdw 校对：wxy

本文由 LCTT 原创编译，Linux中国 荣誉推出