MIT 6.s081 实验环境搭建

2021 版 链接到标题

准备工作 链接到标题

Linux 系统，我是在实验室配的主机上装了 Debian Bookworm，然后 mac 通过 ssh 连接上去进行操作，宿舍里则是使用的 wsl2，里面的发行版也是 Debian Bookworm。

开始配置 链接到标题

clone 源码 链接到标题

在 ~/Documents/code/mit 目录下执行 git clone git://g.csail.mit.edu/xv6-labs-2021，将源码 clone 下来。并执行 git clone https://github.com/mit-pdos/xv6-riscv-book.git，这个是参考资料（即 PDF 对应的 Latex 源码）

前面 clone 下来的 repository 包含了多个分支，每个分支对应一个 Lab。

执行 cd xv6-labs-2021 && git checkout util，切换到 Lab Utilities 对应的 分支。

安装工具 链接到标题

执行以下两条命令：

$ sudo apt-get update && sudo apt-get upgrade
$ sudo apt-get install git build-essential gdb-multiarch qemu-system-misc gcc-riscv64-linux-gnu binutils-riscv64-linux-gnu

从而安装对应工具。

开始调试 链接到标题

这里会用到 tmux 的功能（非必需），在 util 分支下的 ~/Documents/code/mit/xv6-labs-2021 目录下，执行 make qemu-gdb，然后先按 ctrl+b 再按 % 键，在 iterm2 的右侧创建一个新 panel，如图

我们需要修改一下源文件，在 sh.c 中，在 $56$ 行附近，void runcmd(struct cmd *cmd) 之前添加 __attribute__((noreturn)) ，这样才能正常启动系统。

右侧的 panel 也切换到上述目录，然后运行 gdb-multiarch，之后会进入 gdb 终端命令界面，执行 set architecture riscv:rv64 以调试 RISCV 架构，然后执行 target remote localhost:26000（这里端口号要看 make qemu-gdb 的输出），从而调试 QEMU 中的 xv6 系统，执行 file kernel/kernel 命令说明我们要调试 kernel/kerel.c 编译生成的可执行文件 kernel。

我们可以看一下 kernel.asm 的内容，如下图：

然后回到 GDB 对应的 panel，然后执行 b _entry，于是在 _entry 这里打了个断点。

说明我们调试 xv6 没什么问题了，亦说明环境已经配置好了。

之后，为了方便起见，我们可以在当前目录创建 .gdbinit，从而使得每次启动 GDB 都能执行 .gdbinit 中的命令，省得我们再一遍遍敲，.gdbinit 的内容如下：

set architecture riscv:rv64
target remote localhost:26000

（事实上后面的实验目录中是有写好的 .gdbinit 文件的，不需要我们手动创建，但是需要修改 ~/.config/gdb/gdbinit）

然后在 ~/.config/gdb/gdbinit 文件中追加一行，内容为 add-auto-load-safe-path /home/zwyyy/Documents/code/mit/xv6-labs-2021/.gdbinit。

之后就能直接 gdb-multiarch 调试 xv6 了。

调试 Xv6 时，优先使用 make CPUS:=1 qemu-gdb 来进行调试，这样会方便一些。

调试 trap 时无法跳转到 trampoline.S 的解决办法 链接到标题

有两个方案：

1. 参照 该方案 自行编译工具链；
2. 停在 ecall 之后，再在 $\text{0x3ffffff000}$ 处打上断点，即 stvec 寄存器保存的地址，该地址是 trampoline.S 的起始地址。

2020 版 链接到标题

准备工作 链接到标题

2020 版的环境配置起来似乎比 21 版要复杂一些，因此我这里直接创建了个 docker 容器运行 debian，来搭建 2020 版的实验环境。

首先执行 docker pull debian 从 Docker Hub 拉取 debian 的镜像，然后执行 docker run --name mdeb -v /home/zwyyy/docker/mdeb/Documents:/home/zwyyy/Documents -it debian，这是将本地的 /home/zwyyy/docker/mdeb/Documents 目录与容器的 /home/zwyyy/Documents 目录映射起来了。

之后我们便进入了容器的终端，先执行 apt update && apt install ca-certificates 更新源，再执行 apt install vim fish sudo 以安装工具，之后执行 useradd zwyyy 和 usermod -aG sudo zwyyy，以创建用户 zwyyy 并将用户 zwyyy 添加到 sudo 用户组。

之后，我们执行 su zwyyy 将用户从 sudo 切换到 zwyyy 来执行后续命令，执行 sudo vim /etc/apt/sources.list，将文件修改为以下内容来更新软件源：

deb https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/debian/ bookworm main contrib non-free non-free-firmware
# deb-src https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/debian/ bookworm main contrib non-free non-free-firmware

deb https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/debian/ bookworm-updates main contrib non-free non-free-firmware
# deb-src https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/debian/ bookworm-updates main contrib non-free non-free-firmware

deb https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/debian/ bookworm-backports main contrib non-free non-free-firmware
# deb-src https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/debian/ bookworm-backports main contrib non-free non-free-firmware

# deb https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/debian-security bookworm-security main contrib non-free non-free-firmware
# # deb-src https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/debian-security bookworm-security main contrib non-free non-free-firmware

deb https://security.debian.org/debian-security bookworm-security main contrib non-free non-free-firmware
# deb-src https://security.debian.org/debian-security bookworm-security main contrib non-free non-free-firmware

执行 sudo apt update，并在 /home 目录下执行 sudo chown -R zwyyy:zwyyy zwyyy 将目录 zwyyy 的所有者修改为 zwyyy，并将所属用户组修改为 zwyyy。

还需要配置语言环境，执行 sudo apt install dialog locales，然后执行 sudo dpkg-reconfigure locales，输入 $97$，选择区域为 en_US.UTF-8 UTR-8，然后执行 sudo update-locale LANG=en_US.UTF-8。

注意不要手动安装 apt-utils，不安装该软件只是有警告，安装了就出现 error 了。

安装环境 链接到标题

参照 课程网站 的教程，开始安装环境。

首先执行 sudo apt-get install git build-essential gdb-multiarch qemu-system-misc gcc-riscv64-linux-gnu binutils-riscv64-linux-gnu 以安装工具。

之后参照 vscode 使用 clangd，安装 lldb 系列工具，以搭配 vscode 使用。

值的一提的是，vscode 安装好 docker 插件之后，可以连接通过 vscode remote 连接的远程主机中的 container。

安装完工具之后，我们需要卸载 qemu-system-misc，这是因为 qemu-system-misc 的更新导致它与 Xv6 内核不兼容，因此我们需要安装旧版，首先执行 sudo apt-get remove qemu-system-misc，卸载 qemu-system-misc，由于我的镜像使用的 debian 12，因此需要手动编译安装 qemu，执行如下命令：

wget https://download.qemu.org/qemu-5.1.0.tar.xz
tar xf qemu-5.1.0.tar.xz
cd qemu-5.1.0
./configure --disable-kvm --disable-werror --prefix=/usr/local --target-list="riscv64-softmmu"
make
sudo make install
cd ..

之后，可以参照 Lab: Xv6 and Unix utilities 的指导，执行 make qemu，如果成功进入 Xv6 的 shell，就说明环境已经配置好了，调试可以参照 2021 的部分。