PA0 REPORT

南京航空航天大学 计算机科学与技术系学院 计算机组成原理 课程实验

1 PA0 - 世界诞生的前夜:开发环境配置

1.1 Installing a GNU/Linux VM

Installing VirtualBox

    1）下载、安装VirtualBox（https://www.virtualbox.org/wiki/Downloads）：选择VirtualBox 5.0.6 for Windows hosts x86/amd64

 

Installing a GNU/Linux VM

    1）下载Debian（https://www.debian.org/releases/stable/debian-installer/）：选择netinst CD image -> i386

 

Creating a VM

1）启动VirtualBox

2）新建

3）名称（我自定义为HWAK）、类型（Linux）、版本（Debian（32 bit））-> 下一步

4）内存大小默认1024MB，下一步

5）现在创建虚拟硬盘，创建

6）VDI（Virtual Box）磁盘镜像，下一步

7）储存在物理硬盘上，动态分配空间，下一步

8）我将虚拟机放在D盘的Virtual Box文件夹中，虚拟硬盘大小默认8GB，创建

 

 

Loading Debian installation image（全部操作在断网状态下进行）

1）启动虚拟机，定位到debian-8.2.0-i386-netinst.iso ->启动

   Graphical install

2）Select a language（English）->Chinese

3）Select a location -> China

4）Select the keyboard layout -> American English

5）Configure the network :等待

   Hostname->保留默认设置

   Domain name->保留默认设置

6）Set up users and passwords :

       Root password

       Full name for the new user->（此处我设置成eagle）

       Username for your account->（我也设置为eagle因为在完成PA0之前没有看教学视频，名称会在之后改为自己的拼音yingyizhou）

       Choose a password for the new user:

    7）Configure the clock，等待

    8）Partition disks :

       Partitioning method:选择Guided->use entire disk

       Select disk to partition->create

       Partition scheme->All files in one partition

       Overview->Finish partitioning and write changes to disk->continue

       Write the changes to disk->Yes

9）Install the base system:等待

   10）Configure the package manager:

   Debian archive mirror country->不需要所以->Go back

   Continue without a network mirror?->Yes

   11）Select and install software:等待

       Configuring popularity-contest: 保留默认设置

       Software selection:select Standard system utilities

   12）Install the GRUB boot loader on a hard disk

       Install the GRUB boot loader to the master boot record?->Yes

       Device for boot loader installation->/dev/sda

   13）Finish the installation->continue

   14）系统重启

1.2 First Exploration with GNU/Linux

Debian Login:

1）登录虚拟机，发现系统又重新进入Debian Install界面，于是又重新安装了一次，之后再去删除镜像文件。但是发现没有镜像文件之后虽然再次进入系统不会进入Install界面，但是1.3Installing More Tools的几项步骤就无法进行。于是我又把镜像文件恢复，在进行完成1.3实验相关步骤之后再将文件删除。

2）第二个神奇的错误是：

                  

选择No,然后将相应的文件删除，再次启动Virtual Box管理器时就不会跳出这个窗口了。

Question:

     1）Where is GUI？

        Debian是没有用户界面GUI的，这使我很不习惯。但这并不是初次接触，大一的时候在计算机基础实验课上，老师有讲授有关虚拟机Ubuntu的一些相关操作。但是相比于Ubuntu，Debian更加专业化。的确，Ubuntu的界面与Windows看齐，非常易于使用，但相对于Debian来说可能不太稳定。作为小白我也不太知道根本的区别，各自的优缺点在哪。

        Why use a command line instead of Windows?

        首先去除了用户界面就简洁化了许多。用过阅读理解到，我认为就是命令步骤的简化方便化以及功能的强大化。Linux让我的通过命令控制窗口，一切的背后本质都是代码，我觉得这是更加深层的越过界面本质的东西吧，的确我们并不需要通过界面去编辑一张风景照，这不是我们的工作。

     2）Why Windows is quite "fat"?

        安装一个Windows操作系统通常需要更多的磁盘空间以及内存。而且有图形界面，许多软件还会有内存驻留。

        Why Debian so slim?

        Debian 内存驻留程序比windows少，同时Linux对于硬件要求比较低，可以安装随便。Linux对于系统内存控制比较好，磁盘要求要低，而对于服务器要求要高，而且可以动态分配空间。

     3）Why executing the "poweroff" command requires superuser privilege?

       强行关闭可能会导致虚拟机出现各种问题，保险起见还是用poweroff命令正常关闭比较好，比较保险。

1.3 Installing More Tools

 

Installing tools from the Debian image：

1）就是之前将镜像文件先恢复，然后在VM界面上方菜单->设备->分配光驱->选择虚拟盘->在文件目录下找到debian-8.2.0-i386-netinst.iso 单击。

2）在VM界面输入命令：apt-cdrom add

3）当看到Please insert a Disc in the drive and enter时按回车键，等待...

Sudo:

1）apt-get install sudo

2）addgroup eagle sudo

3）exit

4）sudo poweroff检验成功

Questions:

1）由于没有删除镜像文件，在关闭虚拟机再次开启的时候系统又进入了Install界面，于是一切有重新开始...

 

Vim:

1）su进入root界面

2）apt-get install vim

 

Ssh：

    1）su输入密码进入root界面

2）apt-get install openssh-server，等待

   成功截图：

 

 

Installing tools from the network mirrors:

1）设备->分配光驱->移除虚拟盘

2）删除镜像文件

 

Checking network state:

1）ping www.baidu.com -c 4

                             

  

 

Learning vim:

1）Vimtutor：

 

2）vim test 创建文件test，按i并可以进行编辑，Esc然后：加wq!回车保存退出等等。

 

 

Some games operated with vim

一些游戏截图：

 

 

 

The power of vim：

1）按顺序按下：i1<ESC>q1yyp<C-a>q98@1

   创建文件截图：

   

2）按顺序按下：<C-v>24l4jd$p以及<C-v>24l99jd$p

   操作解释：

   <C-v>进入拷贝可视模式

   24l是选择从第一个字母开始的24个字母，根据需要在选择之后还可以通过上下左右方

   向键或者ijkl键来调整。4j就是光标继续向下选择4行。

   d是删除的意思

   d$是删除当前字符之后的所有字符

   P是在当前光标后粘贴

   修改文件截图：

   修改前:

 

 

修改后：

 

 

 

 

Adding APT sources:

1）sudo vim /etc/apt/sources.list

2）修改文件保存

3）Sudo apt-get update

但是出现如下错误：

 

于是我把ftp行注释掉就正常了,应该是网络的原因：

   

 

 

Installing tools for PAs:

1）apt-get install build-essential    # build-essential packages, include binary utilities,gcc, make,and so on

2）apt-get install gcc-doc        # GCC document

3）apt-get install gdb            # GNU debugger

4）apt-get install git            # reversion control system

5）apt-get install time       # we use the GNU time program instead of the build-in one in bash

 

1.4 More Exploration

Configure vim:

1）sudo vim /etc/vim/vimrc

2）输入个性化设置代码并保存

 

Write a "Hello World" program under GNU/Linux：

1）vim hello.c

2）输入C语言程序代码并保存退出

3）Gcc hello.c -o hello并回车

4）输入./hello运行：

       

       （注这事之后的截图，用户名已经是yingyizhou了）

5）编写c++程序：.c改为.cpp，gcc改为g++

 

Learn to use GDB

GDB是一个由GNU开源组织发布的、UNIX/Linux操作系统下的、基于命令行的、功能强大的程序调试工具,下面是网页上找到的一些简单教程：

 命令

 解释

 示例

file <文件名>

加载被调试的可执行程序文件。
因为一般都在被调试程序所在目录下执行GDB，因而文本名不需要带路径。

(gdb) file gdb-sample

r

Run的简写，运行被调试的程序。
如果此前没有下过断点，则执行完整个程序；如果有断点，则程序暂停在第一个可用断点处。

(gdb) r

c

Continue的简写，继续执行被调试程序，直至下一个断点或程序结束。

(gdb) c

b <行号>
b <函数名称>
b *<函数名称>
b *<代码地址>

d [编号]

b: Breakpoint的简写，设置断点。两可以使用“行号”“函数名称”“执行地址”等方式指定断点位置。
其中在函数名称前面加“*”符号表示将断点设置在“由编译器生成的prolog代码处”。如果不了解汇编，可以不予理会此用法。

d: Delete breakpoint的简写，删除指定编号的某个断点，或删除所有断点。断点编号从1开始递增。

(gdb) b 8
(gdb) b main
(gdb) b *main
(gdb) b *0x804835c

(gdb) d

s, n

s: 执行一行源程序代码，如果此行代码中有函数调用，则进入该函数；
n: 执行一行源程序代码，此行代码中的函数调用也一并执行。

s 相当于其它调试器中的“Step Into (单步跟踪进入)”；
n 相当于其它调试器中的“Step Over (单步跟踪)”。

这两个命令必须在有源代码调试信息的情况下才可以使用（GCC编译时使用“-g”参数）。

(gdb) s
(gdb) n

si, ni

si命令类似于s命令，ni命令类似于n命令。所不同的是，这两个命令（si/ni）所针对的是汇编指令，而s/n针对的是源代码。

(gdb) si
(gdb) ni

p <变量名称>

Print的简写，显示指定变量（临时变量或全局变量）的值。

(gdb) p i
(gdb) p nGlobalVar

display ...

undisplay <编号>

display，设置程序中断后欲显示的数据及其格式。
例如，如果希望每次程序中断后可以看到即将被执行的下一条汇编指令，可以使用命令
“display /i $pc”
其中 $pc 代表当前汇编指令，/i表示以十六进行显示。当需要关心汇编代码时，此命令相当有用。

undispaly，取消先前的display设置，编号从1开始递增。

(gdb) display /i $pc

(gdb) undisplay 1

i

Info的简写，用于显示各类信息，详情请查阅“help i”。

(gdb) i r

q

Quit的简写，退出GDB调试环境。

(gdb) q

help [命令名称]

GDB帮助命令，提供对GDB名种命令的解释说明。
如果指定了“命令名称”参数，则显示该命令的详细说明；如果没有指定参数，则分类显示所有GDB命令，供用户进一步浏览和查询。

(gdb) help display

 

 

RTFM：嗯...要学会自己查阅学习手册，锻炼自己的学习能力...

 

 

1.5 Logging in via SSH

Creating a Host-only Network:

    1）关闭VM

2）找到菜单下的设置标志，单击打开设置界面

3）选择左边菜单中的网络

4）选择网卡2

   连接方式：仅主机（Host-Only）网络

   界面名称：VirtualBox Host-Only Ethernet Adapter

5）OK

6）在Virtual Box管理器界面找到菜单->管理->全局设定

7）选择->网络->仅主机（Host-Only）网络

8）在窗口右端有一个编辑仅主机（Host-Only）网络的标志，单击

9）主机虚拟网络界面设置:

   IPv4 地址：192.168.56.1

       IPv4 网络掩码：255.255.255.0

   10）DHCP服务器：

   服务器地址：192.168.56.100

   服务器网络掩码：255.255.255.0

   最小地址：192.168.56.101

   最大地址：192.168.56.245

   11）OK

   12）打开虚拟机，运行：sudo ifconfig eth1但是出现错误信息

   13）sudo vim /etc/network/interfaces

        在文件末尾输入：

        auto eth1

        iface eth1 inet dhcp

14）sudo /etc/init.d/networking restart

    Sudo ifconfig eth1:

      

 

Host Configuration:

1）sudo vim /etc/ssh/sshd_config

       确保Port 22.ListenAdress 0.0.0.0以及Protocol 2之前的#去掉，修改并保存。

       

2）查看虚拟机中的IP：

       sudo ifconfig

 

3）在win7 cmd中查看本地连接ipv4地址：

      

4）然后互相通过ping指令看看是否能够连通：

   

   

 

For GNU/Linux and MAC users->For Windows users:

1）下载putty.exe

2）登录

 

 

 

Installing tmux:

1）sudo apt-get install tmux

2）Cd~

3）Vim .tmux.conf并加上教程中的代码

4）运行结果如下：

   <C+b>”水平分割一个窗口

       <C+b>%竖直分割一个窗口

       <C+b>+方向键切换窗口等等

               

 

 

Tings behind scrolling:

Question:

why the original terminal can not be scrolled?

1）我认为命令是无止尽的，不像网页等有尽头可以通过滚动条来实现。可以通过上下方向键来访问曾经输入了什么命令。不然的话容易出错吧。而且Linux了来就是键盘控制为主，可以通过一些快捷键以及与方向键的配合实现滚动。

 

 

How doestmux make the terminals scrollable? And last, do you know how to implement a scroll bar?

1）滚屏要进入copy-mode，即前缀+[，然后就可以用上下键来滚动屏幕，配置了vi快捷键模式，就可以像操作vi一样来滚动屏幕，非常的方便。退出直接按‘q’键即可。（目前没有实现）

2）目前是快捷键Shift+PgUp和Shift+PgDn实现上下的滚屏

1.6 Transferring Files Between host and VM

Host Configuration->For Windows users:

1）下载psftp.exe

2）打开并输入：open 192.168.56.101

Have a try:

1）New a text file with casual contents in the host and transfer the text file to the VM:

   在自定的路径下创建一个txt文档：自定义为名为psftp.txt的文档，然后输入：

   put + 相应路径及文件   

 

 

2）Modify the content of the text file in the VM：

   先ls -a查看所有文件然后

   Vim psftp.txt 编辑文件保存并退出：

   

 3）Transfer the modified file back to the host.

   Get + 相应文件在虚拟机中的目录

   

 4）文件传输成功：

   

 

 

1.7 Acquiring Source Code for PAs

Getting Source Code

1）cd~

2）git clone https://github.com/NUAA-ICS/ICS

      

 

Compiling and Running NEMU

1）sudo apt-get install libreadline-dev

2）输入相应的命令：

       git config --global user.name "141220000-Zhang San"    # your student ID and name

   git config --global user.email "[e-mail]"    # your email

   git config --global core.editor vim            # your favorite editor

   git config --global color.ui true

 

Development Tracing

1）git init

2）查看git入门教程：

3）Git add hello.c

4）git log

5）Git status

6）Git commit

   

 

 

修改用户名：

由于之前做PA0的时候没有下载视频观看，导致之后不得不修改用户名。步骤如下：

1）首先登陆VM

2）su 并输入相应的根密码进入根界面

3）vim /etc/sudoers.tmp

   将语句root ALL=(ALL:ALL) ALL下的用户名改为yingyizhou:

   yingyizhou ALL=(ALL:ALL) ALL

   保存退出

   

4）重新用新的用户名登录即可：