动手学操作系统（一、搭建实验环境）

🚀 环境配置 🚀
笔者的环境使用的是

• ubuntu 20.04
• bochs 2.7

这里的ubuntu你可以在虚拟机里安装，也可以安装双系统，也可以是单独的ubuntu系统，这个就看个人的喜好。

针对初学者来说，笔者推荐使用虚拟机平台VMware在window环境下来安装ubuntu。
或者可以使用VirtualBox在linux环境下安装ubuntu。

1. 在VMware虚拟机中安装ubuntu20.04

具体的安装方法可以参考笔者的这篇博客：

【Ubuntu】在VMWare虚拟机中安装Ubuntu20.04【教程】

安装完毕后，需要安装一些别的依赖

# 安装c语言编译器gcc
sudo apt-get install gcc
# 安装一些套件
sudo apt install build-essential
# 安装汇编语言编译器nasm
sudo apt-get install nasm

2. 安装Bochs

Bochs 是一个开源的 x86 和 x86-64 计算机仿真器（Emulator），用于模拟 Intel x86 CPU、常见的设备和外设、以及完整的 PC 系统。它允许用户在不同的操作系统环境中运行各种操作系统，并且可以用于开发、调试和学习目的。Bochs 提供了一个高度可配置和可移植的仿真环境，开发者可以用它来测试和调试操作系统的代码。它支持单步执行和断点设置，使开发者能够深入分析操作系统的行为。开发人员可以在 Bochs 中测试他们的软件，特别是在不同硬件配置和操作系统环境下的兼容性。通过仿真不同的硬件配置，开发者可以发现并解决潜在的问题。

首先进入Bochs官网：Bochs

选择bochs-2.7.tar.gz，然后下载

下载完毕后，进行解压

tar -zxvf bochs-2.7.tar.gz 
cd bochs-2.7

然后配置bochs

sudo ./configure --enable-debugger --enable-disasm --prefix=/home/your_usr_name/bochs --enable-iodebug --enable-x86-debugger --with-x --with-x11

记得将your_usr_name替换为你的用户名，然后进行编译和安装

make
make install

如果安装顺利的话，会安装到路径/home/your_usr_name/bochs中

3. 启动计算机

bochs内置了一个创建硬盘的工具bximage，这个工具放置在路径/home/your_urs_name/bochs中，我们运行这个工具就可以很方便地按照其提示来创建一个硬盘。

cd /home/your_usr_name/bochs
./bximage

• 首先，选择1创建新的硬盘
• 然后，选择创建的类型是floppy软盘fd还是hard硬盘hd
• 然后，选择硬盘的类型flat
• 然后，指定每个硬盘的扇区有多少字节512
• 然后，选择硬盘的容量大小为多少MB60
• 最后，给硬盘取名字hardisk60MB.img

然后我们就可以编写启动文件了，这里命名为iebochsrc.disk，后缀.disk表示此配置文件的内容是从硬盘启动，不使用这个后缀也没关系。

cd /home/your_usr_name/bochs/bin
gedit bochsrc.disk

然后写入以下的内容，记得将your_usr_name更改为你的用户名。

# 设置内存为32MB
megs: 32# 设置对应机器的BIOS
romimage: file=/home/your_usr_name/bochs/share/bochs/BIOS-bochs-latest 
# 设置对应机器的VGA BIOS
vgaromimage: file=/home/your_usr_name/bochs/share/bochs/VGABIOS-lgpl-latest # 选择启动盘符，默认为从软盘启动，但是这里设置为硬盘，软盘太古老了
boot: disk # 设置日志文件的输出
log: bochs_out.log# 关闭鼠标功能，打开键盘功能，并且设置键盘的映射
mouse: enabled=0 
keyboard: keymap=/home/your_usr_name/bochs/share/bochs/keymaps/x11-pc-us.map # 硬盘设置
ata0: enabled=1, ioaddr1=0x1f0, ioaddr2=0x3f0, irq=14 
ata0-master: type=disk, path="/home/your_usr_name/bochs/bin/hardisk60MB.img", mode=flat

使用bochs开始模拟

cd /home/your_usr_name/bochs
./bochs -f bochsrc.disk

这里的-f用于指定启动的配置文件，就是我们刚才配置bochsrc.disk。然后再按照提示按下6和c

运行的效果如下，由于我们没有编写BootLoader所以自动报错退出了。

Reference

[1]《一个64位操作系统的设计与实现》
[2]《操作系统真象还原》
[3] 手写简易操作系统