泰晓学院在线视频频道

简介

• 由泰晓科技技术社区邀请社区技术专家开讲的一系列在线视频课程，形式包括公开课、直播、付费精品课等
• 泰晓学院视频频道地址与已发布课程列表：https://m.cctalk.com/inst/sh8qtdag/courses
  • Linux Lab 公开课：https://www.cctalk.com/m/group/88948325
  • 360 度剖析 Linux ELF：https://www.cctalk.com/m/group/88089283
  • Rust 语言快速上手：https://www.cctalk.com/m/group/89507527
  • 软件逆向工程初探：https://www.cctalk.com/m/group/89626746
  • Linux内核热补丁技术介绍与实战：https://www.cctalk.com/m/group/89715946
  • Windows Mini PE Loader：https://www.cctalk.com/m/group/89594752
• 所有课程都提供了丰富的实验案例，并且全部适配了 Linux Lab
  • 部分案例直接集成在 Linux Lab 的 src/examples 目录下
  • 其他案例由课程讲师提交到了视频频道的 “文件” 栏目下或者提供专属课程实验代码仓库，请参考各个课程的相关介绍，付费精品课程需要在付费后才能访问实验代码

用法

泰晓学院发布的课程一般都会提供完善的配套实验案例与实验开展过程介绍，请参考课程本身的相关章节。

$ cd src/examples/
$ ls
assembly  c  makefile  README.md  shell

// 所有主流处理器的 hello-world 汇编
$ cd assembly
$ ls | xargs -i make -C {}

// C 语言案例
$ cd c
$ make -C hello

国外知名图书

简介

Books' fullname and their resources:

• LDD3: Linux Device Drivers, Third Edition
  • Original Examples
  • Latest Examples
• LKD3: Linux Kernel Development (3rd Edition)
• ULK3: Understanding the Linux Kernel, 3rd Edition
• PLKA: Professional Linux Kernel Architecture

用法

以 v2.6.24.7 为例：

$ make BOARD=i386/pc
$ make config LINUX=v2.6.24.7
$ make kernel
$ make boot

Linux 内核完全注释（基于 Linux 0.11）

为降低维护开销，该部分不再开放，后续仅集成到 Linux Lab Disk，可以到某宝检索 “Linux Lab 真盘” 选购。

简介

• 由赵炯博士撰写
• 适配过的代码仓库：https://gitee.com/tinylab/linux-0.11-lab

用法

Linux Lab真盘中已集成，其他用户请自行 clone。

$ cd /labs/linux-0.11-lab
$ make help

CS 630: Advanced Microcomputer Programming (Fall 2006)

为降低维护开销，该部分不再开放，后续仅集成到 Linux Lab Disk，可以到某宝检索 “Linux Lab 真盘” 选购。

简介

• 由旧金山大学开设的高级微机编程课程，大家可以理解成 i386 os 开发，主要是介绍 i386 处理器相关的核心 os 功能
• 课程首页：https://www.cs.usfca.edu/~cruse/cs630f06/
• 适配过的代码仓库：https://www.cs.usfca.edu/~cruse/cs630f06/

用法

Linux Lab真盘已集成，其他用户请自行 clone。

$ cd /labs/cs630-qemu-lab
$ make help

RISC-V RVOS 在线视频课程

简介

• 由中科院软件所下属实验室组织开发
• 视频地址：https://www.bilibili.com/video/BV1Q5411w7z5
• 适配后的代码仓库：https://gitee.com/wuzhangjin/riscv-operating-system-mooc
• 原代码仓库：https://gitee.com/unicornx/riscv-operating-system-mooc

用法

$ cd src/examples/
$ git clone https://gitee.com/wuzhangjin/riscv-operating-system-mooc rvos-lab
$ cd rvos-lab/code/os
$ make run

TODO: 社区用户推荐适配的图书与课程列表

以下内容还未适配，为用户推荐，特此收集，大家可以参与适配，适配完以后更新在后面即可

• Linux Kernel Module Programming Guide (LKMPG) for 5.x
• Xv6, a simple Unix-like teaching operating system
  • 实验：https://www.cse.iitd.ernet.in/~sbansal/os/previous_years/2015/lec/l3-hw1.html
• Ucore
  • Rcore: https://github.com/rcore-os
• 现代操作系统原理与实现
  • 视频：https://www.cnmooc.org/portal/course/5610/14956.mooc
  • 代码：https://gitee.com/ipads-lab/chcore-lab
  • 参考资料：https://ipads.se.sjtu.edu.cn/courses/os/reference.shtml

TODO：新增魏老师的《C 语言最佳实践》在线视频课程实验适配需求

https://github.com/VincentWei/best-practices-of-c

《UEFI编程实践》简介

UEFI架构目前适配了多种CPU架构，包括X86、ARM、RISC-V，国产的龙芯、飞腾等。不同的CPU，有自己的汇编语言。这么多的架构，从现实的角度来看，是无法将所有硬件平台购置齐全进行学习的。在编写《UEFI编程实践》的过程中，对于此问题我甚是苦恼。

直到遇到吴老师的LinuxLab，非常完美地解决了这个问题。

具体来说，X86的开发和实验环境随处可得。而国产的龙芯和飞腾，对于普通开发者而言，不大容易获得。Linux Lab集成了Linux内核开发所需的编辑器、调试器、模拟器等，当然也包括我急需的汇编语言编译和运行环境，可以支持多种处理器架构。而其中，就包含了我迫切需要的飞腾（ARM）和龙芯架构。

内容节选

在《UEFI编程实践》中，主要使用Linux Lab进行龙芯和飞腾的实验。以下内容节选自第11章。

11.2.1 安装Linux Lab

Linux Lab是一个开源项目，它是一个使用Docker和Qmeu搭建的即时开发环境。在其内部，集成了Linux内核开发所需的编辑器、调试器、模拟器、根文件系统等。可以用来学习处理器架构、Linux内核、汇编语言等。当前版本中，已经支持了7大处理器架构，包括X86、ARM、PPC、RISC-V、Loongson和CSKY。

本节将介绍如何安装Linux Lab。Linux Lab主要是用来学习龙芯的汇编语言，以及下一章飞腾的汇编语言（也即ARMv8指令集）。我们学习龙芯和飞腾的汇编语言，需要的是对应平台的编译器，以及能运行程序的实验环境。这些组件，在Linux Lab中都已经预置安装了。

安装Linux Labb需要预留足够的硬盘空间，建议预留50GB至100GB的空间，内存则建议在4GB以上。笔者是在Ubuntu 18.04上搭建Linux Lab的，操作步骤如下。 (下略)

11.2.2 龙芯汇编语言实验

如果只是学习龙芯汇编语言，实际上有不少模拟器可以使用，比如Qtspim、MIPS等。笔者最初也是用这些模拟器学习龙芯的汇编语言的，然后自己搭建跨平台编译环境，再使用Qemu模拟MIPS64的CPU并启动操作系统。

这样一整套环境搭建下来，非常复杂而且费时。考虑到在学习UEFI编程的过程中，需要不断在ARM、MIPS和X86之间切换，笔者建议所有与汇编学习相关的环境搭建都转到Linux Lab下了，它刚好能满足对多平台汇编学习的需要。

本节分为两部分内容：一是关于龙芯汇编指令的基本用法，二是如何在Linux Lab下编译龙芯汇编程序，并在Qemu模拟的龙芯系统上进行测试。
（中间内容略...）

（3） 在开发板上测试程序

当然，也可以在实际的开发板上进行测试。另开一个终端，登录Linux Lab，并在启动开发板的时候，通过NFS启动根文件系统。命令如下：

ubuntu@Linux-lab:/labs/Linux-lab$ make boot ROOTDEV=nfs

在编译汇编程序的终端上，将执行文件拷贝到开发板的操作系统中，这实际上是在主机和Qemu系统之间传输文件。复制文件的命令如下：

ubuntu@Linux-lab:/labs/Linux-lab/src/examples/assembly/MIPS64el$ cp MIPS64el-hello 
 /labs/Linux-lab/boards/MIPS64el/ls3a7a/bsp/root/2020.08/rootfs/root/

进入开发板上的操作系统（使用用户名root即可登录），可以发现执行文件已经复制到了根目录下了，直接进行测试：

# ./MIPS64el-hello
Hello, UEFI world!

至此，我们完成了Linux Lab上的龙芯汇编语言的实验。 （后略）

后记

虽然现在的UEFI BIOS开发，基本都转向了C语言。但针对平台的一些特定应用时，仍旧会用到平台相关的汇编语言。对于使用UEFI进行开发的第三方厂商，比如显卡、网卡、隔离卡厂商等，在进行Option ROM开发中，仍有机会使用汇编语言进行特别应用的开发。

如前所述，和C语言编写的UEFI程序不同，汇编语言是无法在非目标CPU架构上运行的。因此，拥有一个可以随时进行测试的、可支持各种CPU架构的实验环境，是非常方便的。

从Linux Lab中，我学到了不少有趣的知识，希望你也能乐在其中。

TODO：MIT6.828 Operating System Engineering, Learning by doing

1. https://pdos.csail.mit.edu/6.828/2018/overview.html
2. https://zhuanlan.zhihu.com/p/74028717
3. https://github.com/bysui/mit6.828

TODO：Linux Kernel Labs

1. https://linux-kernel-labs.github.io/refs/heads/master/
2. https://github.com/linux-kernel-labs