NachOS安裝心得

[本來想要把另一個已經廢棄已久的 Blog 關掉，發現有兩篇文章被大量閱讀。看起來應該是對某些人還是有些幫助，我決定將他們轉錄到這邊來。感謝讀者的支持。]

Date: 2005/06/15

作業系統期末作業是以NachOS這個教學用的平台，體驗作業系統的運作。不過，安裝的過程卻一點也不順遂，所以我把一些安裝心得整理在這邊；方邊我自己參考，也幫助其他同樣遭遇到安裝問題的人。

目前我有找到四個NachOS版本，一個是最原始的，用C++實做的版本；另一個也是用C++實做的版本；最後兩個是跟隨其後，以Java來實做的版本。四種版本的架構都很類似，而我就是在安裝C++版本遇到挫折之後，轉而決定要來累積一些心得的。
NachOS 4.0 (C++ version) @UC Berkeley
NachOS 4.1 @Universität Karlsruhe
NachOS 5.0j @UC Berkeley
NachOS (Java version) @Rice University

安裝前的環境需求：

1. cygwin-在MS Windows的環境下也可以跑Linux-Like Shell的模擬器。
2. MIPS cross-compiler-用來把UserProgram編譯成在MIPS下跑的執行檔。NachOS是吃MIPS的coff格式的檔案。
3. 把jdk/bin的目錄加入環境變數PATH。

NachOS 5.0j 安裝步驟：

1. 把nachos-java-2005spring.tar.gz放在/opt底下。
   用tar zxvf nachos-java-2005spring.tar.gz把他解開。
2. 把/nachos/Makefile用notepad打開來編輯。
   javac -source 1.3 -nowarn -classpath . -d . -sourcepath ../.. -g $< (加上這粗體字的參數) test: cd ../test ; make(從gmake改成make)
3. 編輯/nachos/test/Makefile...
   GCCDIR = /xxx/
   在xxx處放上cross-compiler的所在目錄。
   CC=$(GCCDIR)mips-gcc
   其他的類推...
4. cd /proj1
   make
   make test
   ../bin/nachos
5. 接下來應該會看到一連串正常執行結果。

我遇到的問題：

1. 為什麼跑proj3會出現unknown system call?
   因為NachOS只有實做一個的system call，其餘的system call要自己實做出來。nachos.userprog.UserProcess裡有handleSyscall(...)這個函式，要自己處理各式各樣的system call。
2. 每次執行都要打../bin/nachos嗎?
   可以去編輯/etc/profile。去下找export PATH=...這一行。
   

   export PATH="/usr/local/bin:/usr/bin:/bin:/opt/nachos/bin:$PATH"

   
   增加/nachos/bin的目錄進去，以後在任何目錄都可以執行nachos這個執行檔了。
3. MIPS指令看不懂怎麼辦?
   MIPS Instruction Set Reference
4. 如何增加system call?
   首先找出/nachos/test/syscall.h，增加需要的syscall的宣告。
   

   /**

   * System call codes, passed in $r0 to tell the kernel which system call to do.

   */

   #define syscallHalt 0

   #define syscallExit 1

   #define syscallExec 2

   ...

   
   這邊加入syscall的id到時候會傳給NachOS的UserProcess處理。
   當然底下也要增加函式原型的宣告。
   

   /* Fork a thread to run a procedure ("func") in the *same* address space

   * as the current thread.

   */

   void threadFork(void (*func)());

   
   然後去編輯/nachos/test/start.s
   

   SYSCALLSTUB(threadFork, syscallThreadFork)

   
   在下面會找到類似上行的程式碼，就學著他的形式把剛才新增的syscall做一個對應。
   然後你就可以在Test Program中呼叫新的syscall了。
   (不過還是要在UserProcess中實做...)
5. C++版本的真的不能用嗎?
   資工的工作站和cygwin都試過了，都會有Compile Error，還有清大OS的課程網頁也有說明。所以應該是說，可以用，但是要debug。
6. 要怎麼看到MIPS的Assembly Code?
   gcc加上-S參數就可以。
7. 用哪個Timer比較準?
   InterruptHandler大約每Stats.TimerTicks會invoke一次，不過不是很準，最好還是用getTime()來獲得系統時間。