Lab 0: Environment Setup
1. 前言
自己一直想自学操作系统的课程很久了，主要还是因为工作上还是要和操作系统的很多概念打交道。之前断断续续地看过CSAPP，我觉得现在是一个比较合适的契机开启MIT-6.S081课程的学习了。这门课的精华是基于2020版 xv6 内核的Lab，所以想要针对每个Lab的完成过程进行记录。
2. 环境搭建
正好手上有一台闲置的大学时用的Dell Inspiron N4110，重新装了Ubuntu 20.04的系统，系统的信息如下。
$ cat /etc/os-release
NAME="Ubuntu"
VERSION="20.04.4 LTS (Focal Fossa)"
ID=ubuntu
ID_LIKE=debian
PRETTY_NAME="Ubuntu 20.04.4 LTS"
VERSION_ID="20.04"
HOME_URL="https://www.ubuntu.com/"
SUPPORT_URL="https://help.ubuntu.com/"
BUG_REPORT_URL="https://bugs.launchpad.net/ubuntu/"
PRIVACY_POLICY_URL="https://www.ubuntu.com/legal/terms-and-policies/privacy-policy"
VERSION_CODENAME=focal
UBUNTU_CODENAME=focal
$ uname -r
5.13.0-35-generic
推荐实验环境选用ubuntu 20.04及以上版本，用18.04版本在后续安装相应gcc工具链和qemu工具可能会出现版本过低等问题。具体的环境搭建步骤可参照官网，也可参照以下我的步骤。
2.1 安装相关工具及工具链
首先安装xv6lab中用到的工具和相应的编译工具链。
$ sudo apt-get install git build-essential gdb-multiarch qemu-system-misc gcc-riscv64-linux-gnu binutils-riscv64-linux-gnu gcc-riscv64-unknown-elf
检查工具和工具链是否安装正确。
$ riscv64-linux-gnu-gcc --version
riscv64-linux-gnu-gcc (Ubuntu 9.4.0-1ubuntu1~20.04) 9.4.0
Copyright (C) 2019 Free Software Foundation, Inc.
This is free software; see the source for copying conditions. There is NO
warranty; not even for MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.
$ qemu-system-riscv64 --version
QEMU emulator version 4.2.1 (Debian 1:4.2-3ubuntu6.21)
Copyright (c) 2003-2019 Fabrice Bellard and the QEMU Project developers
$ riscv64-unknown-elf-gcc --version
riscv64-unknown-elf-gcc () 9.3.0
Copyright (C) 2019 Free Software Foundation, Inc.
This is free software; see the source for copying conditions. There is NO
warranty; not even for MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.
对应的官网最后检查的gcc版本是10.1.0，qemu版本是5.1.0，但是我的版本目前使用下来也没有问题，所以就用原始的安装版本。
2.2 编译xv6lab
下载xv6lab的实验源码，切换到util分支后编译就可以开始第一个lab的实验了，步骤如下。
输入make qemu命令后，可以看到一串编译日志，最后的$表示qemu的命令行。
xv6没有ps命令，但Ctrl-p按键会打印出每个进程的信息。退出qemu则是Ctrl-a x按键。
$ git clone git://g.csail.mit.edu/xv6-labs-2020
$ cd xv6-labs-2020 # change into lab directory
$ git branch -a
* master
remotes/origin/HEAD -> origin/master
remotes/origin/cow
remotes/origin/fs
remotes/origin/lazy
remotes/origin/lock
remotes/origin/master
remotes/origin/mmap
remotes/origin/net
remotes/origin/pgtbl
remotes/origin/riscv
remotes/origin/syscall
remotes/origin/thread
remotes/origin/traps
remotes/origin/util
$ git checkout util
Branch 'util' set up to track remote branch 'util' from 'origin'.
Switched to a new branch 'util'
$ make qemu
...
xv6 kernel is booting
hart 2 starting
hart 1 starting
init: starting sh
$