Введение
Я попытался повторить, насколько это возможно, действия Линуса Торвальдса по компиляции и запуску самой первой версии ядра Linux 0.01. Причины, побудившие Линуса начать разработка ядра, хорошо описаны в книге «Ради удовольствия: Рассказ нечаянного революционера» (далее J4F) и во множестве других источниках и мы не будем их касаться. А рассмотрим техническую сторону компиляции и запуску ядра Linux.
Непосредственно процесс сборки ядра по-unix'овски очень прост: достаточно выполнить команду make, и на выходе получаете готовый бинарный файл, который надо записать на дискету и загрузиться с неё. Но чтобы сборка прошла успешно, надо провести большую подготовку. Вот этим мы и займёмся. Я составил для вас очень подробное пошаговое руководство.
Сначала в эмуляторе 86Box создадим пустую виртуальную машину с характеристиками, близкими к компьютеру Линуса в то время, установим оригинальную версию операционной системы Minix 1.5.10, применим патчи «царя и бога Minix-386» (c) Брюса Эванса, поставим порт компилятора gcc версии 1.37.1 для Minix-386 от Алана Блэка (Alan W Black) и Ричарда Тобина (Richard Tobin), и в самом конце соберём и запустим ядро Linux с bash'ем внутри.
После каждого этапа я сохранял состояние виртуальной машины, жёсткого диска и образы дискет, которые подвергались изменению. Можете пройти все шаги самостоятельно или распаковать любой из архивов и продолжить выполнение инструкции с желаемого момента. Все дистрибутивы, скриншоты, конфигурации, это руководство, архивы с резервными копиями по каждому этапу и даже бинарный AppImage 86box (для Linux x86_64) можно найти в репозитории.
Приступим.
Оглавление
Установка патчей от Брюса Эванса (Bruce Evans' 386 patches) ака Minix-386
Установка компилятора GCC-1.37.1 от Alan W Black и Richard Tobin
Предположительные характеристики PC Линуса Торвальдса
Прежде чем начать сборку и компиляцию Linux нужно определиться с условиями, в которых приходилось работать Линусу Торвальдсу. В первую очередь интересует, какой у него был персональный компьютер и его характеристики. Да, мы достоверно знаем, на каком процессоре он работал, и ещё некоторые параметры, но я нигде в интернете не встречал (или плохо искал?) полную спецификацию его ПК. Поэтому решил на основе различных открытых источников провести «исследование» по этому вопросу. Вот на каком «железе», по моему мнению, работал автор ядра Linux.
Аппаратное обеспечение | Производитель, модель |
|---|---|
SVGA Монитор, 14 дюймов | |
Системный блок | Н/Д. «Простой серый системный блок»3 |
Материнская плата | Н/Д |
CPU | Intel 386DX, 33 МГц4 |
FPU | Intel 3875 |
RAM | 4 (или скорее всего 8) Мб6 |
Video | Производитель неизвестен, на основе ET4000 с 1 Мб памяти7 |
FDD A | Дисковод 3,5 дюйма, 1,44 Мб8 |
FDD B | Дисковод 5,25 дюйма, 1,2 Мб9 |
HDD C | Conner CP3044 IDE Type 1710 |
HDD D | Conner CP3044 IDE Type 17 |
Modem | Производитель неизвестен11 |
Клавиатура | Финская клавиатура, производитель неизвестен |
Примечания по таблице:
[1] Размер дисплея был упомянут в J4F.
[5] Сопроцессор 387 появился в процессе разработки ядра.
[6] В J4F описывалось, что было 4 Мб (скорее всего, такой объём был изначально), но в книге Линус пишет: «Помню, мне пришлось выйти из дома, чтобы увеличить ОЗУ с 4 до 8 мегабайт», и непонятно, осталась эта дополнительная память в его ПК или он взял её у кого-то временно. Я думаю, что осталась, потому что в ядре 0.01 в нескольких местах указано, что уже 8 Мб.
[7] "Счастливый обладатель" ET4000 EVGA, а при покупке возможно, был видеоадаптер Trident TVGA 8800 (?).
[8] В Release note указано устройство
/dev/PS0("cp Image /dev/PS0 is what I use with a 1.44Mb floppy").[9] Предположительно, дисковод был, потому что, в то время было распространённой практикой иметь дисководы и 3,5, и 5,25 дюйма. Косвенное доказательно наличия дисковода на 5,25 заключается в том, что в J4F говорится, что во время установки Minix Линусу потребовалось вставить 16 дискет (скорее всего, на самом деле 15. Первые три дискеты являются загрузочными и он использовал одну из них). И несмотря на то, что Minix-1.5 от PH на дискетах 3,5 дюйма официально издавался, у меня есть сомнения, что PH оставили дистрибутив на 17 3,5-дюймовых дискетах. Японское издание книги уместились на 6.
[10] Два HDD c характеристиками H5 S17 C980 + CP3044. Факт наличия второго диска (см. с момента “At my system fdisk reports the following…”).
Если вы обнаружили в таблице ошибки, пожалуйста, сообщите мне об этом.
Давайте теперь приблизительно сконфигурируем виртуальный компьютер в эмуляторе 86Box.
Предварительные условия
Эта инструкция написана и тестировалась на HP ProBook 440 G6 с операционной системой Ubuntu 20.04.6 LTS и версией эмулятора 86Box-Linux-x86_64-b4724.AppImage (AppImage есть в директории bin репозитория).
В первую очередь необходимо клонировать репозиторий:
git clone git@github.com:olegslavkin/linux-0.01.git cd linux-0.01
Далее необходимо распаковать архив с пустым и неразмеченным виртуальным жёстким диском на 68 Мб:
mkdir -p disks xz -kdc backups/empty-hda.img.xz > disks/minix.img
Внимательные читатели спросят, почему диск 1, а не 2, как в таблице выше? И почему он совершенно с другими характеристиками? Когда я начал писать это руководство, то ещё не знал о двух жёстких дисках и их характеристиках, и поэтому создал только один диск. Я попытался адаптировать руководство под два диска, но не справился с разметкой в Minix :( В будущих релизах, адаптирую под два и, возможно, не буду хранить вместе 16- и 32-битные утилиты Minix/Minix-386.
Теперь запустим эмулятор в режиме конфигурацию виртуального PC.
Если у вас до этого не был установлен 86box, то необходимо будет установить набор ROM-образов. Подробнее см. в документации.
$ ./86box -S
И на основании приведённых ниже скриншотов конфигурируем виртуальный компьютер, с которым будем работать на протяжении всего этого руководства.
Конфигурация виртуального компьютера в 86box.
В качестве “Machine”, возможно, лучше было бы использовать “[SiS 310] ASUS ISA-386C”. Но, как писал выше, у меня нет информации об изначальной материнской плате.
Добавляем жёсткий диск disks/minix.img с указанными характеристиками:
Установка оригинальной 16-битной версии Minix 1.5.10
Установим оригинальную версию Minix 1.5.10 c оригинальных образов дискет. Я написал эту главу на основе второй главы оригинального MINIX 1.5 REFERENCE MANUAL.
Иногда в сети можно встретить название “Minix 1.5.10 PH”, ещё встречал “Minix PH”. PH — это аббревиатура от Prentice-Hall, названия издательства, которое и издавало книгу Andrew S. Tanenbaum “Operating Systems Design and Implementation-Prentice-Hall” (1987). Это те самые «719 страниц в мягком красном переплёте, можно сказать, поселились у меня в постели» (с) (J4F).
Загрузка Minix 1.5.10
Запускаем эмулятор:
$ ./86box
Первым делом заходим в настройки BIOS (нажимаем клавишу DEL). Задаём характеристики жёсткого диска (наиболее подходящий нам тип type 36) и дисководов. Важно, чтобы “Floppy drive A:” был “360KB 5.25”. Сохраняем настройки BIOS и выходим.
Проверяем, что в дисковод вставлена загрузочная дискета для PC (disk02), и после проверки BIOS и загрузки загрузочного сектора на экране эмулятора должно появится меню.
Когда загрузочная программа полностью загрузилась с дискеты (в статусной строке эмулятора перестанет мигать зелёным цветом «индикатор» дисковода, это может занять несколько секунд) и появилось приглашение ввода команды:
# _
…в меню эмулятора Media -> Floppy 1 -> Existing image... меняем на дискету с корневой файловой системой disk04. После этого в окне эмулятора вводим команду = для загрузки Minix в оперативную память (/dev/ram) с выбранной дискеты (/dev/fd0). После успешной загрузки в память, Minix предложит вставить дискету disk05, которая будет смонтирована в каталог /usr. Вставьте образ дискеты в меню эмулятора и нажмите Enter.
После монтирования дискеты система попросит ввести текущее время и день. Введите в формате MMDDYYhhmmss (см. скриншот ниже). И в конце загрузки Minix предложит авторизоваться в системе.
Как видите, Minix корректно работает, если ввести 2023 год. А вот недавно на linkmeup опубликовали забавный скриншот, на котором SunOS 4.1.4 писала предупреждение.
В Minix 1.5.10 есть, по меньшей мере, две учётные записи. Первая из них — это привилегированная rootовая с паролем Geheim, а вторая — учётная запись обычного пользователя ast с паролем Wachtwoord. Авторизуйтесь как root.
Настраиваем (опционально) getty
На этом этапе упростим дальнейшее взаимодействие с Minix. Вводить команды в окне эмулятора, с одной стороны, более «правильный» путь, но всё же это эмулятор, к тому же вводить команды таким способом получается очень медленно, да и copy-paste с этой инструкции будет невозможен :)
На наше счастье, Minix 1.5.10 поддерживает getty, а значит, благодаря возможности 86Box пробрасывать виртуальный COM-порт как устройство псевдотерминала на хостовую операционную систему, можно с помощью minicom, (c)kermit и других подобных утилит подключиться к Minix.
Поскольку при написании этого руководства проброс COM-порта ещё не был добавлен в релиз (это, предварительно, произойдёт в v4.0), в репозитории есть AppImage. Промежуточная сборка скачана с их Jenkins.
Однако на этапе установки из коробки нет возможности использовать getty, но очень легко это исправить. Для этого смонтируйте дискету disk04 в хостовой операционной системе (современный Linux всё ещё понимает старую файловую систему Minix) и добавьте одну строку в файл etc/ttys:
$ sudo dist/minix/disk04.img <path> $ echo '2f1' >> <path>/etc/ttys $ cat <path>/etc/ttys 100 0f1 2f1 <- Добавлена строка
Для этого руководства строка уже добавлена в disk04, но если хотите сделать это самостоятельно, то в репозитории есть оригинальная дискета disk04.img.orig.
И далее можно подключиться к Minix «удалённо». Псевдоустройство терминала /dev/pts/7, как в данном случае, будет отображено в stdout при запуске эмулятора 86box.
$ minicom -o -c off -t vt100 -p pts/7 -b 9600
Подключиться можно не только с хоста на Minix, но и в обратную сторону...
Для этого на хостовой ОС запустите agetty:
DEV='X' sudo agetty -o '-p -- \\u' --keep-baud 9600 pts/${DEV} vt100
А в Minix запустите kermit и введите команды:
Устройство tty2 — это COM2. Чтобы не создавать петлю, включите проброс COM2 аналогично COM1.
set line /dev/tty2 set speed 9600 connect
Также при желании можно передавать и принимать файлы (правда, криво) с помощью протокола zmodem (через sz и rz). Но я считаю, что проще смонтировать на хосте дискету или раздел жёсткого диска и скопировать туда или оттуда нужные файлы.
Разметка жёсткого диска
Перед началом установки Minix необходимо разметить виртуальный жёсткий диск. Для этого введите команду:
fdisk -h8 -s17 /dev/hd0
Первая партиция диска hd1 размером в 5 Мб и с файловой системой DOS не будет использована в этом руководстве, но она специально оставлена как возможность установки MS-DOS, ведь даже у самого Линуса был раздел с MS-DOS где он играл в "Принца Персии".
Для создания партиции набираем следующие команды:
c 1 0 (first cylinder) 75 (last cylinder) y (change partition to active) a 1 (active )
Вторая партиция диска hd2, также размером в 5 Мб и с файловой системой Minix, будет использована как корневой раздел (/):
c 2 76 (first cylinder) 512 (last cylinder) n
Третья партиция hd3 — как /usr:
c 3 513 (first cylinder) 588 (last cylinder) n
Четвёртая партиция hd4 пока не будет использована, оставим её на будущее (для Linux):
c 4 589 (first cylinder) 1023 (last cylinder) n
В результате получится такая таблица разделов:
----first---- -----last---- --------sectors------- Num Sorted Active Type Cyl Head Sec Cyl Head Sec Base Last Size 1 1 A DOS-BIG 0 0 2 75 7 16 1 10334 10334 2 2 MINIX 76 0 1 150 7 17 10336 20535 10200 3 3 MINIX 151 0 1 905 7 17 20536 123215 102680 4 4 MINIX 906 0 1 1023 7 17 123216 139263 16048
Для внесения изменений и выхода из fdisk нажмите w и выполните команду sync. Перезагрузите виртуальную машину и загрузитесь, как делали до этого. И потом вновь выполните fdisk и убедитесь, что всё успешно записалось. Для выхода из fdisk вводим q.
# fdisk -h8 -s17 /dev/hd0 ----first---- -----last---- --------sectors------- Num Sorted Active Type Cyl Head Sec Cyl Head Sec Base Last Size 1 1 A DOS-BIG 0 0 2 75 7 16 1 10334 10334 2 2 MINIX 76 0 1 150 7 17 10336 20535 10200 3 3 MINIX 151 0 1 905 7 17 20536 123215 102680 4 4 MINIX 906 0 1 1023 7 17 123216 139263 16048 (Enter 'h' for help. A null line will abort any operation)
Далее необходимо отформатировать средствами файловой системы все три Minix-партиции (раздела) жёсткого диска. Для каждой из них выполните команду mkfs /dev/hdX <РАЗМЕР В БЛОКАХ>, где X — это номер партиции, а РАЗМЕР В БЛОКАХ задаётся исходя из того, что блок занимает 1024 байта. Рассчитывается как количество секторов, разделённое на 2.
mkfs /dev/hd2 5100 mkfs /dev/hd3 51340 mkfs /dev/hd4 8024
Установка (копирование) Minix 1.5.10 на жёсткий диск
После подготовки жёстких дисков можно запустить shell-скрипт установки Minix 1.5.10. Для этого необходимо указать в качестве аргументов раздел корневого диска (в нашем случае это /dev/hd2), размер ram в Мб, а также размеры (в блоках) всех четырёх партиций.
/etc/setup_root /dev/hd2 4096 5139 5100 51340 8024 /dev/hd2 mounted /dev/hd2 unmounted
Теперь вновь «вставьте» образ загрузочной дискеты disk02 и перезагрузитесь. После отображения загрузочного меню необходимо изменить корневой раздел, с которого будет выполняться загрузка. Во всех предыдущих шагах мы загружались с дискеты (disk04), но в этот раз необходимо загрузиться с раздела жёсткого диска. Для изменения корневого раздела в меню введите r (select root device), далее h2, затем Enter и после введите =.
Как и при первом запуске операционная система попросит вставить дискету с /usr (это disk05), и затем необходимо будет вновь авторизоваться как root.
Если до этого вы подключались к Minix с помощью minicom, то после загрузки с дискеты можно вновь будет к ней подключиться. Если в эмуляторе 86Box перезагружаете виртуальный компьютер кнопкой Reset в меню эмулятора, то, как правило, устройство псевдотерминала остаётся тем же и в minicom ничего делать не надо, достаточно только ввести логин и пароль и далее следовать этому руководству.
Теперь необходимо инициализировать раздел /usr. Для этого в терминале запускаем другой shell-скрипт, указав в качестве аргумента партицию диска, которую планируется использовать как /usr. В этом руководстве это hd3.
/etc/setup_usr /dev/hd3
Начнётся инициализация раздела /usr. Скрипт попросит вставить по очереди дискеты с disk05 по disk17.
<Вырезано, оставлен вывод только последнего диска> /dev/fd0 mounted Copying commands /dev/fd0 unmounted Please insert disk 17, then hit the ENTER key /dev/fd0 mounted Copying LAST_DISK Copying amoeba /dev/fd0 unmounted Loading finished. Please remove the last diskette from the drive.
После копирования данных с дискет автоматически запустится распаковка архивов.
Посмотреть вывод работы скрипта
The files will now be unpacked. Unpacking /usr/lib Unpacking /usr/include Unpacking /usr/include/minix Unpacking /usr/include/sys Unpacking /usr/src/elle Unpacking /usr/src/kernel Unpacking /usr/src/fs Unpacking /usr/src/mm Unpacking /usr/src/tools Unpacking /usr/src/test Unpacking /usr/src/lib/ansi Unpacking /usr/src/lib/posix Unpacking /usr/src/lib/other Unpacking /usr/src/lib/ibm Unpacking /usr/src/lib/string Unpacking /usr/src/commands Unpacking /usr/src/commands/ibm Unpacking /usr/src/commands/bawk Unpacking /usr/src/commands/de Unpacking /usr/src/commands/dis88 Unpacking /usr/src/commands/indent Unpacking /usr/src/commands/ic Unpacking /usr/src/commands/m4 Unpacking /usr/src/commands/make Unpacking /usr/src/commands/mined Unpacking /usr/src/commands/nroff Unpacking /usr/src/commands/patch Unpacking /usr/src/commands/sh Unpacking /usr/src/commands/zmodem Unpacking /usr/src/commands/kermit Unpacking /usr/src/commands/elvis Unpacking /usr/src/amoeba Unpacking /usr/src/amoeba/kernel Unpacking /usr/src/amoeba/fs Unpacking /usr/src/amoeba/mm Unpacking /usr/src/amoeba/examples Unpacking /usr/src/amoeba/util Installation completed.
Так как мы только что инициализировали раздел /usr, то нет больше необходимости вставлять дискету disk05 в начале загрузки операционной системы. Теперь можно автоматически монтировать партицию диска hd3 как /usr. Для этого надо немного исправить /etc/rc:
mined /etc/rc
Если редактируете файлы в minicom и подобных утилитах, то, возможно, при пролистывании в терминале будут некорректно отображаться документы. Редактировать файл можно в основной консоли эмулятора, где после его сохранения можно продолжить вводить команды в minicom. Или если вы знаете, как это исправить, напишите, пожалуйста, мне, и я включу это в руководство.
Комментируем (или удаляем) строки монтирования дискеты (а также приглашение вставки дискеты) и добавляем запись монтирования раздела жёсткого диска.
#/bin/getlf "Please insert /usr diskette in drive 0. Then hit ENTER." #/etc/mount /dev/fd0 /usr # mount the floppy disk /etc/mount /dev/hd3 /usr # mount the hard disk
Опционально, устанавливаем более высокую скорость serial-порта:
# Initialize the first RS232 line to 9600 baud. /usr/bin/stty 9600 </dev/tty1
В редакторе mined сохраняем изменения комбинацией клавиш CTRL+W, а для выхода из редактора нажмите CTRL+X.
Кроме mined в оригинальном Minix 1.5.10 есть и клон vi, и клон emacs elle, но на протяжении всего руководства буду использовать mined.
Вводим команду sync, проверяем, что у нас вставлена загрузочная дискета disk02 и вновь перезагружаемся. После загрузки выбираем, как в прошлый раз, r -> h2 и нажимаем =. Такие действия необходимо выполнять при каждой загрузке операционной системы.
Тестирование работоспособности Minix
Чтобы убедится, что операционная система установлена корректно, разработчики подготовили тестовые программы (предварительно необходимо их скомпилировать) и shell-скрипты. Для тестирования необходимо перейти в каталог и откомпилировать *.c. Рекомендуется компилировать как root (на последнем этапе для файлов устанавливаются права на выполнение):
cd /usr/src/test make all
Процесс компиляции тестовых программ
cc -F -D_MINIX -D_POSIX_SOURCE -o test0 test0.c; chmem =8192 test0 test0: Stack+malloc area changed from 56042 to 8192 bytes. cc -F -D_MINIX -D_POSIX_SOURCE -o test1 test1.c; chmem =8192 test1 test1: Stack+malloc area changed from 59024 to 8192 bytes. cc -F -D_MINIX -D_POSIX_SOURCE -o test2 test2.c; chmem =8192 test2 test2: Stack+malloc area changed from 58086 to 8192 bytes. cc -F -D_MINIX -D_POSIX_SOURCE -o test3 test3.c; chmem =8192 test3 test3: Stack+malloc area changed from 58816 to 8192 bytes. cc -F -D_MINIX -D_POSIX_SOURCE -o test4 test4.c; chmem =8192 test4 test4: Stack+malloc area changed from 58982 to 8192 bytes. cc -F -D_MINIX -D_POSIX_SOURCE -o test5 test5.c; chmem =8192 test5 test5: Stack+malloc area changed from 54974 to 8192 bytes. cc -F -D_MINIX -D_POSIX_SOURCE -o test6 test6.c; chmem =8192 test6 test6: Stack+malloc area changed from 59156 to 8192 bytes. cc -F -D_MINIX -D_POSIX_SOURCE -o test7 test7.c; chmem =8192 test7 test7: Stack+malloc area changed from 49378 to 8192 bytes. cc -F -D_MINIX -D_POSIX_SOURCE -o test8 test8.c; chmem =8192 test8 test8: Stack+malloc area changed from 58098 to 8192 bytes. cc -F -D_MINIX -D_POSIX_SOURCE -o test9 test9.c; chmem =8192 test9 test9: Stack+malloc area changed from 57486 to 8192 bytes. cc -F -D_MINIX -D_POSIX_SOURCE -o test10 test10.c; chmem =8192 test10 test10: Stack+malloc area changed from 57522 to 8192 bytes. cc -F -D_MINIX -D_POSIX_SOURCE -o test11 test11.c; chmem =8192 test11 test11: Stack+malloc area changed from 57490 to 8192 bytes. cc -F -D_MINIX -D_POSIX_SOURCE -o test12 test12.c; chmem =8192 test12 test12: Stack+malloc area changed from 60678 to 8192 bytes. cc -F -D_MINIX -D_POSIX_SOURCE -o test13 test13.c; chmem =8192 test13 test13: Stack+malloc area changed from 58574 to 8192 bytes. cc -F -D_MINIX -D_POSIX_SOURCE -o test14 test14.c; chmem =20000 test14 test14: Stack+malloc area changed from 59476 to 20000 bytes. cc -F -D_MINIX -D_POSIX_SOURCE -o test15 test15.c; chmem =8192 test15 "test15.c", line 438: (warning) incompatible pointers in == "test15.c", line 439: (warning) incompatible pointers in == "test15.c", line 440: (warning) incompatible pointers in == "test15.c", line 441: (warning) incompatible pointers in == "test15.c", line 443: (warning) incompatible pointers in == "test15.c", line 445: (warning) incompatible pointers in == "test15.c", line 447: (warning) incompatible pointers in == "test15.c", line 453: (warning) incompatible pointers in == "test15.c", line 506: (warning) incompatible pointers in == "test15.c", line 512: (warning) incompatible pointers in == "test15.c", line 514: (warning) incompatible pointers in == "test15.c", line 517: (warning) incompatible pointers in == "test15.c", line 523: (warning) incompatible pointers in == test15: Stack+malloc area changed from 49120 to 8192 bytes. cc -F -D_MINIX -D_POSIX_SOURCE -o test16 test16.c; chmem =8192 test16 test16: Stack+malloc area changed from 54988 to 8192 bytes. cc -F -D_MINIX -D_POSIX_SOURCE -o test17 test17.c; chmem =8192 test17 test17: Stack+malloc area changed from 43274 to 8192 bytes. cc -F -D_MINIX -D_POSIX_SOURCE -o test18 test18.c; chmem =8192 test18 test18: Stack+malloc area changed from 46508 to 8192 bytes. cc -F -D_MINIX -D_POSIX_SOURCE -o test19 test19.c; chmem =8192 test19 test19: Stack+malloc area changed from 54990 to 8192 bytes. cc -F -D_MINIX -D_POSIX_SOURCE -o test20 test20.c; chmem =65000 test20
А для запуска самих тестов рекомендуется авторизоваться как обычный пользователь, а не root. Авторизуйтесь как ast с паролем Wachtwoord.
cd /usr/src/test run
Если все тесты были успешно пройдены, то дополнительно запустите два тестовых shell-скрипта sh1 и sh2.
$ run Test 0 ok Test 1 ok Test 2 ok Test 3 ok Test 4 ok Test 5 ok Test 6 ok Test 7 ok Test 8 ok Test 9 ok Test 10 ok Test 11 ok Test 12 ok Test 13 ok Test 14 ok Test 15 ok Test 16 ok Test 17 ok Test 18 ok Test 19 ok Test 20 ok Test 21 ok All system call tests completed. Try running sh1 and sh2. $ sh1 Shell test 1 ok $ sh2 Shell test 2 ok
При запуске в minicom могут появиться фантомные ошибки, но после повторного запуска они обычно исчезают.
Резервное копирование промежуточной точки
На этом этапе можно поставить эмулятор паузу и сохранить образ жёсткого диска, настройки BIOS, а также конфигурационный файл самого эмулятора. Это очень поможет в будущем, если необходимо будет откатить изменения.
tar cvfJ backups/minix-1.5.10-install-hda.tar.xz disks/minix.img nvr/acc386.nvr 86box.cfg
Установка патчей от Брюса Эванса (Bruce Evans' 386 patches) ака Minix-386
В предыдущей главе мы установили классическую 16-битную версию Minix 1.5.10, в том виде, в каком она изначально задумывалась автором. Но цель этого руководства — пройти шаги, сделанные Линусом Торвальдсом при написании Linux (ну ладно, ладно, не все шаги, сам Linux писать не будем :)). Как упоминалось выше, Линус работал не в оригинальной, а в пропатченной версии Minix 1.5.10, также известной как Minix-386. Патчи были подготовлены Брюсом Эвансом, а Джон Налл (John Nall) написал прекрасное руководство по их применению.
Но прежде, чем мы начнём преображение, необходимо немного «проапгрейдить» наш виртуальный PC. При установке классического Minix был задействован дисковод 5,25 дюйма на 360 Кб. Только указав такой тип виртуального дисковода в настройках эмулятора и BIOS, мне удалось выполнить установку и написать это руководство. Но для загрузки 32-битной версии Minix (а позже и для Linux) понадобятся уже дискеты 5,25 дюйма на 1,2 Мб. Поэтому необходимо, убедиться, что в настройках эмулятора и в BIOS указан соответствующий тип дисковода.
В сети есть патч позволяющий загрузиться из различных типов дискет, но я не проверял его.
Загружаемся как обычно с загрузочной дискеты disk02, не забываем при этом указать в качестве корневого раздела партицию h2 при загрузке. Авторизуемся как root. Далее вместо загрузочной дискеты, в эмуляторе, вставляем дискету с патчами от Брюса Эванса minix-386, создаем каталог /usr/oz, монтируем дискету и копируем все файлы.
Файлы, содержащиеся на дискете, были взяты из архива с сайта oldlinux.org. Кроме патчей там есть другие полезные файлы.
mkdir /usr/oz cd /usr/oz /etc/mount /dev/at0 /user cp /user/* /usr/oz /etc/umount /dev/at0 sync
Подготавливаем загрузочную дискету. Вставляем дискету shoelace и форматируем её:
mkfs /dev/at0 1200
Переходим в каталог с архивами и распаковываем их:
cd /usr/oz compress -d mx386_1.1.t.Z compress -d mx386_1.1.01.Z compress -d bcc.tar.Z compress -d bccbin16.tar.Z compress -d bccbin32.tar.Z compress -d bcclib.tar.Z rm mx386_1.1.t.Z rm mx386_1.1.01.Z
Далее создаём папку для загрузчика и распаковываем его:
mkdir /usr/oz/shoelace mv shl-1.0a.t.Z shoelace cd shoelace compress -d shl-1.0a.t.Z tar xvf shl-1.0a.t rm shl-1.0a.t shl-1.0a.t.Z
Создаём папку для компилятора bcc, распаковываем архивы с 16- и 32-битной версией и исходными кодами стандартной библиотеки Си:
cd /usr/oz mkdir bcc mv bcc*.tar bcc cd /usr/oz/bcc tar xvf bcc.tar tar xvf bccbin16.tar tar xvf bccbin32.tar tar xvf bcclib.tar rm bcc*.tar
Распаковываем архив с патчами minix-386, а также для удобства работы переименовываем директорию в mx386:
cd /usr/oz tar xvf mx386_1.1.t mv mx386_1.1 mx386 rm mx386_1.1.t
Распаковываем небольшой патч на патч minix-386:
cd /usr/oz unshar < mx386_1.1.01 rm mx386_1.1.01 mv klib386.x* /usr/oz/mx386/kernel
Переходим в папку с патчами ядра и применяем:
cd /usr/oz/mx386/kernel patch klib386.x klib386.x.cdif
Монтируем загрузочную дискету (в дисковод всё ещё должна быть вставлена дискета shoelace), создаём необходимые директории и копируем директории dev и etc:
/etc/mount /dev/at0 /user cd /user mkdir usr mkdir user cd / cpdir -s dev /user/dev cpdir -ms etc /user/etc
Удаляем три 16-битные версии программ:
cd /user/etc rm mount umount update
Комментируем строку с монтированием диска как /usr:
mined /user/etc/rc # comment # /etc/mount /dev/hd3 /usr
В корне создаём папку /local и копируем в неё 16- и 32-битную версию компилятора.
Использование пути
/localобязательно. Если он вдруг не подходит, то необходимо будет его изменить вbcc.cи перекомпилировать компилятор.
cd / mkdir local cd /usr/oz/bcc cpdir -ms bccbin16 /local/bin cpdir -ms bccbin32 /local/bin3 cd /usr/oz/mx386 cpdir -ms bin0 /local/bin # 16-bit compiler stuff cpdir -ms bin3 /local/bin3 # 32-bit compiler stuff
Копируем патчи для ядра Minix в директорию с исходным кодом ядра, а также копируем патчи для заголовочных файлов:
cpdir -ms fs /usr/src/fs # mods for fs cpdir -ms kernel /usr/src/kernel # mods for kernel cpdir -ms mm /usr/src/mm # mods for mm cpdir -ms tools /usr/src/tools # mods for tools cd /usr/oz/bcc/lib/fix1.5.10 # move Bruce's changes cp include.cdif /usr/include # to include cp ansi.cdif /usr/src/lib/ansi # to ansi cp other.cdif /usr/src/lib/other # to other cp posix.cdif /usr/src/lib/posix # and to posix
Применяем патчи заголовочных файлов:
cd /usr/include patch < include.cdif cd /usr/src/lib/ansi patch < ansi.cdif cd /usr/src/lib/other patch < other.cdif cd /usr/src/lib/posix patch < posix.cdif cd /usr/src/tools patch < tools.cdif cd /usr/oz/bcc/lib cpdir -ms bcc /usr/src/lib/bcc
Сохраняем (не удаляем, он ещё будет нужен) оригинальный бинарный make и компилируем без флага -DMINIXPC:
cd /usr/bin mv make make_s cd /usr/src/commands/make mined Makefile # Оставить только "CFLAGS = -Dunix" make_s mv make /usr/bin
Добавляем в PATH путь до компиляторов bcc, а также переименовываем оригинальный компилятор Си (сс) и делаем симлинк:
PATH=/local/bin:$PATH export PATH cd /usr/bin mv cc cc_old cd /local/bin ln bcc cc
Компилируем 16-битную версию библиотеки libc.a и longlib.a:
cd /usr/src/lib/ansi rm -f *.s cd ../posix rm -f *.s cd ../ibm rm -f *.s cd ../other rm -f *.s cd ../string rm -f *.s cd /usr/src/lib/bcc sh makelib 86 | tee problems.out 2>&1 cd /usr mkdir local cd local mkdir lib cd lib mkdir i86 cd /usr/src/lib/bcc/i86 cp * /usr/local/lib/i86 cd /usr/src/lib/bcc/86 ar r /usr/src/kernel/longlib.a laddl.o lcmpl.o ldecl.o lorl.o \ lsll.o lsrul.o lsrl.o cd /usr/src/kernel ar t longlib.a # check to be sure they are there...
Компилируем 32-битную версию библиотеки:
cd /usr/src/lib/bcc sh makelib 86 clean sh makelib 386 | tee problems.out 2>&1 cd /usr/src/lib/bcc/i386 mkdir /usr/local/lib/i386 cp * /usr/local/lib/i386 cd .. sh makelib 386 clean
Создаём директорию для компонентов ядра Minix:
cd /etc mkdir system
Компилируем компоненты ядра Minix. Обратите внимание, что при редактировании makefile.cpp необходимо, чтобы все строки препроцессора cpp начинались с начала строки.
В процессе линковки могут появляться предупреждения warning: _exit (или _unlock или _lock) redefined. Не обращаем на них внимание ни сейчас, ни позже.
cd /usr/src/mm rm -f *.s *.o mined makefile.cpp # be sure all "#" commands start in column 1 /usr/lib/cpp -P -DINTEL_32BITS makefile.cpp > makefile make # generate /etc/system/mm cd /usr/src/fs rm -f *.s *.o mined makefile.cpp # again, be sure all "#" commands start in col 1 /usr/lib/cpp -P -DINTEL_32BITS makefile.cpp > makefile make # generate /etc/system/fs
При редактировании xx удалите все комментарии, которые не относятся к синтаксису препроцессора cpp, а также лишние символы табуляции в таких выражениях как #define O s, #if INTEL_32BITS, #else, #endif.
cd /usr/src/kernel cp makefile.cpp xx mined xx # remove all of the comment lines rm -f *.s *.o sh config 386 # set up proper files. /usr/lib/cpp -P -DINTEL_32BITS xx > makefile make # generate /etc/system/kernel
Компилируем init. В процессе линковки также могут появиться предупреждения warning: _exit (или _sbrk) redefined, которые тоже игнорируем.
cd /usr/src/tools cc -3 -c -D_POSIX_SOURCE -D_MINIX init.c ld -3 -o /etc/system/init /usr/local/lib/i386/head.o \ init.o /usr/local/lib/i386/libc.a
Компилируем загрузчик shoelace, но для этого временно возвращаем оригинальные make и cc.
cd /usr/bin mv cc_old cc mv make make_o mv make_s make PATH=/usr/bin:/bin export PATH cd /usr/oz/shoelace mined shoe.c # Заменить <varargs.h> на "varargs.h" make -f makefile.min
Создаём загрузочный сектор на дискете и копируем бинарные файлы загрузчика, его конфигурационные файлы и компоненты ядра Minix.
cd /usr/oz/shoelace ./laceup /dev/at0 5.25dshd cd /etc/system mkdir /user/etc/system cp * /user/etc/system # copy kernel, fs, mm, init cp /usr/oz/shoelace/config /user/etc/config cp /usr/oz/shoelace/shoelace /user/shoelace cp /usr/oz/shoelace/bootlace /user/etc/bootlace cp /usr/oz/shoelace/disktab /user/etc/disktab cp /usr/oz/shoelace/laceup /user/etc/laceup mined /user/etc/config # Закомментировать run /etc/system/db # Заменить на дискету setdev rootdev /dev/at0
Возвращаем make и сс, а также переменную PATH в прежнее состояние.
cd /usr/bin mv cc cc_old mv make make_s mv make_o make PATH=/local/bin:$PATH export PATH
Компилируем 32-битный sh:
cd /user mkdir bin cd /usr/src/commands/sh rm -f *.s *.o cc -3 -D_POSIX_SOURCE -o /user/bin/sh *.c
Компилируем другие, минимально необходимые программы:
cd /usr/src/commands cc -3 -D_POSIX_SOURCE -D_MINIX -o /user/bin/login login.c cc -3 -D_POSIX_SOURCE -D_MINIX -o /user/etc/update update.c cc -3 -D_POSIX_SOURCE -D_MINIX -o /user/etc/mount mount.c cc -3 -D_POSIX_SOURCE -D_MINIX -o /user/etc/umount umount.c cc -3 -D_POSIX_SOURCE -D_MINIX -o /user/bin/cat cat.c cc -3 -D_POSIX_SOURCE -D_MINIX -o /user/bin/ls ls.c cc -3 -D_POSIX_SOURCE -D_MINIX -o /user/bin/cp cp.c cc -3 -D_POSIX_SOURCE -D_MINIX -o /user/bin/mv mv.c cd /usr/src/commands/ibm cc -3 -D_POSIX_SOURCE -D_MINIX -o /user/bin/readclock readclock.c
Убеждаемся, что в дисковод по прежнему вставлена дискета с shoelace, и перезагружаем компьютер.
Добро пожаловать в Minix-386!
Не обращайте внимание, что часть программ readclock, date, wtmp, printroot и stty, задействованные иницилизирующем скриптом /etc/rc, не смогли запуститься, они всё ещё 16-битные. В следующей главе исправим это.
Резервное копирование промежуточной точки
Ставим эмулятор на паузу и сохраняемся:
tar cvfJ backups/minix-386-1.5.10-stage1.tar.xz disks/minix.img dist/minix-386/shoelace.img nvr/acc386.nvr 86box.cfg
Компиляция стандартных утилит 1.5.10 под архитектуру i386
После проверки, что мы успешно загрузились с новым ядром с дискеты, необходимо перекомпилировать утилиты. Для этого загружаем 16-битный Minix (используем дискету disk02 и раздел жёсткого диска h2) и выполняем кросс-компиляцию 80386-версий бинарных утилит.
Чтобы упростить процесс я подготовил Makefile и вспомогательный sh-скрипт. Распаковываем архив с Makefile его и запускаем компиляцию:
cd /usr/oz compress -d bin32.tar.Z tar xvf bin32.tar && rm bin32.tar /tmp/bin32.sh | tee problems.out 2>&1
Создаём директорию для 32-битной версии ядра и переносим туда скомпилированные на предыдущем этапе компоненты:
mkdir /etc/system3 cd /etc/system/ mv kernel fs mm init /etc/system3
Переносим бинарные файлы в /bin:
cd /etc mv mount umount update /bin
Да, с точки зрения Minix это, возможно не канон, но так можно одновременно иметь как 16-, так и 32-битные версии программ. Также это упростит переключение между 16- и 32-битным режимом. Да и я уже просто привык, что mount/umount находится в PATH.
Размонтируем дискету, если в дисководе вставлено что-то отличное от shoelace, поменяем на неё и примонтируйем. Меняем в конфигурационном файле загрузчика значение rootdev с дискеты (at0) на диск (hd2) и меняем пути для mount и update:
umount /dev/at0 mount /dev/at0 /user mined /user/etc/config # setdev rootdev /dev/hd2 <- заменить на раздел HDD mined /etc/rc # /bin/mount /dev/hd3 /usr <- заменить на /bin/ # /bin/update & <- заменить на /bin/ sync
Переименуем директории. Не спешите перезагружаться!
/local/bin/bin3
Скрипт, который мы только что выполнили, не переименовывает директорию /usr/binX. Сделайте это вручную:
/bin0/mv /usr/bin /usr/bin0 /bin0/mv /usr/bin3 /usr/bin
Вот теперь можно перезагрузиться, и добро пожаловать в Minix-386 (снова)!
Резервное копирование промежуточной точки
Ставим эмулятор на паузу и сохраняемся:
tar cvfJ backups/minix-386-1.5.10-stage2.tar.xz disks/minix.img dist/minix-386/shoelace.img nvr/acc386.nvr 86box.cfg
Возврат на 16-битную версию
Если необходимо возвратиться на 16-ти битную версию, то нужно просто переименовывать пути до бинарных файлов, вставить дискету disk02 и использовать раздел жёсткого диска h2 как корневой.
/local/bin/bin0 /bin3/mv /usr/bin /usr/bin3 /bin3/mv /usr/bin0 /usr/bin /bin3/sync
Утилиты, которых нет в версии 80386
Части утилит нет в 32-битной версий Minix. Нет клона emacs elle (это файлы файлы elle, ellec), потому что в оригинальных дискетах нет их исходных кодов.
В bcc не компилируются cpdir и ttt, это известная проблема. Для cpdir есть исправление, а для ttt — неизвестно. Но ttt — это игра “Tic Tac Toe”, или «Крестики-Нолики», мне она была ни к чему.
Нет необходимости в утилитах ast и cc, потому что мы используем компилятор bcc. Нет исходных файлов для pc— The Minix Pascal Compiler, но, возможно, это просто симлинк на cc.
Также у меня не работает compress (и его симлинки uncompress и zcat), но позже с установкой gcc поставим работающий compress.
Установка патча для сопроцессора 387
Вставляем дискету с shoelace и для компиляции ядра временно мигрируем на 16-битную версию.
/local/bin/bin0 /bin3/mv /usr/bin /usr/bin3 /bin3/mv /usr/bin0 /usr/bin /bin3/sync
Вставляем дискету disk02 и перезагружаемся. После перегрузки вставляем дискету с gcc-1.37.1. Копируем патч ядра, имитирующий наличие сопроцессора 387. Он является частью gcc-1.37.1 и, как я понял, переназначает второй бит регистра CR0, «говорящий» компилятору, что у нас нет сопроцессора 387. Этот патч обязателен, в противном случае в будущем не получится собрать ядро Linux, мы получим ошибку компиляции fp stack overflow. После применения патча необходимо пересобрать ядро (достаточно только kernel) minix-386:
/bin/mount /dev/at0 /user cp /user/klib386.cdiff /usr/src/kernel cd /usr/src/kernel PATH=/local/bin:/usr/bin:bin export PATH patch < klib386.cdiff rm -f *.s *.o make
Копируем ядро на загрузочную дискету. Размонтируем вставленную дискету, вставляем shoelace, монтируем её и копируем ядро:
/bin/umount /dev/at0 /bin/mount /dev/at0 /user mv /etc/system/kernel /etc/system3 cp /etc/system3/kernel /user/etc/system sync
Мигрируем обратно на minix-386:
/local/bin/bin3 /bin0/mv /usr/bin /usr/bin0 /bin0/mv /usr/bin3 /usr/bin /bin0/sync
Резервное копирование промежуточной точки
Ставим эмулятор на паузу и сохраняем текущее состояние.
tar cvfJ backups/minix-386-1.5.10-stage3.tar.xz disks/minix.img dist/minix-386/shoelace.img nvr/acc386.nvr 86box.cfg
Установка компилятора GCC-1.37.1 от Alan W Black и Richard Tobin
Как известно, ядро Linux было скомпилировано с помощью gcc. И в оригинале это была собственная пропатченная версия gcc 1.40 от Линуса с поддержкой опции -mstring-insns (может, чего-то ещё). Где сейчас можно найти именно эту версию компилятора, мне не известно. Возможно, это та самая версия. В архиве файлы датированы 22 сентября 1991, очень-очень близко к тому времени. С другой стороны, на эти даты нельзя ориентироваться. Возможно, это gcc для сборки в самом Linux, а не в Minix.
Я пойду немного другим путём и буду использовать версию gcc-1.37.1 от Alan W Black и Richard Tobin, также известную как “awb-gcc from plains». Иногда в сети её называют просто “gcc from plains”. В природе существует и gcc-1.40 для Minix-386, но его использовать не буду, потому что: а) патч не от Линуса Торвальдса, а от Энди Майкла (Andy Michael); б) есть только diff, надо его ещё и скомпилировать :)
Загружаемся с дискеты shoelace, затем меняем её на дискету c gcc-1.37.1, монтируем её и копируем 16-битную версию утилиты compress (в Minix использовалась 13-битная компресия):
mount /dev/at0 /user cp /user/16bcompress /usr/bin chmod 755 /usr/bin/16bcompress
Копируем бинарные файлы gcc во временную папку, распаковываем и устанавливаем их:
cd /usr/tmp cp /user/gcc*.tar.Z /usr/tmp 16bcompress -d gcc*.tar.Z tar xvf gccbin.tar cd gccbin mkdir /usr/local/bin mkdir /usr/local/lib/gcc mv ar gcc gcc2minix make nm size /usr/local/bin mv gcc-ld gcc-cc1 gcc-cpp gcc-as /usr/local/lib/gcc ln /usr/local/lib/gcc/gcc-as /usr/local/bin/gas ln /usr/local/lib/gcc/gcc-ld /usr/local/bin/gld ln /usr/local/bin/ar /usr/local/bin/gar cd /usr/tmp rm -fr gccbin*
Устанавливаем заголовочные файлы:
cd /usr/tmp tar xvf gccinc.tar cd gccinc mkdir /usr/local/lib/gcc/gcc-include mv * /usr/local/lib/gcc/gcc-include cd /usr/tmp rm -fr gccinc*
Устанавливаем библиотеки Си:
cd /usr/tmp tar xvf gcclib.tar cd gcclib cp /usr/lib/libc.a /usr/lib/libc.a.orig # вдруг будет необходима cp libc.a /usr/lib/libc.a cp libm.a /usr/lib/libm.a cp gnulib /usr/local/lib/gcc/gnulib cp crt0.o /usr/local/lib/gcc/crt0.o cd /usr/tmp rm -rf gcclib*
Тестируем компилятор, пишем традиционный “Hello World”:
cd /usr/tmp PATH=/usr/local/bin/:$PATH export PATH cat <<EOF > gcc_test.c #include <stdio.h> main() { printf("Hello World\\n"); } EOF gcc gcc_test.c
На выходе получим тоже традиционный a.out. Но если попробовать запустить его напрямую, то получим ошибку:
a.out : not found
Всё дело в том, что gcc генерирует бинарный файл напрямую несовместимый с Minix. Есть два пути решения. Первый (популярный): сконвертировать в совместимый формат с помощью gcc2minix, который входил в комплект gccbin.
gcc2minix < a.out > test chmod +x test ./test Hello World
Второй вариант: использовать патч gnutoo. У меня он не сработал, но, возможно, я что-то сделал неправильно.
Резервное копирование промежуточной точки
Ставим эмулятор на паузу и сохраняем текущее состояние.
tar cvfJ backups/minix-386-1.5.10-gcc1.37.1.tar.xz disks/minix.img dist/minix-386/shoelace.img nvr/acc386.nvr 86box.cfg
Компилируем и запускаем ядра Linux 0.01
И вот, наконец-то, после всех этапов подготовки можно приступить к компиляции ядра Linux. Но для этого нужно ещё чуть-чуть подготовиться :). Помните, в самом начале, когда разбивали жесткий диск на разделы, у нас остался неиспользованный раздел h4? Его оставили как раз для Linux. Отформатируем раздел, а также подключим его в автомонтирование при запуске Minix-386:
mkdir /linux mkfs /dev/hd4 8024 mined /etc/rc # добавить можно сразу после строки монтирования /dev/hd3 # /bin/mount /dev/hd4 /linux # linux /bin/mount /dev/hd4 /linux
Создадим необходимые каталоги:
cd /linux mkdir usr mkdir tmp cd usr mkdir src
Вставляем дискету с исходными кодами Linux linux-src-0.01 и монтируем дискету. Сам архив c исходными кодами linux-0.01.tar.Z взят с сайта oldlinux.org. Примечательно, что на официальном сайте ядра Linux имеется tar.gz версия от октября 1993 (ядро 0.01, я напомню, «родилось» 17.09.1991). Это, скорее всего переупаковка в формат архива, поддерживаемого GNU-утилитами того времени.
/bin/mount /dev/at0 /user cp /user/linux.tar.Z /linux/tmp 16bcompress -d /linux/tmp/linux.tar.Z cd /linux/usr/src tar xvf /linux/tmp/linux.tar rm /linux/tmp/linux.tar cd linux
Адаптация ядра под gcc-1.37.1:
mined Makefile # Добавляем путь до gnulib: LIBS =lib/lib.a /usr/local/lib/gcc/gnulib # У Линуса был патч gnutoo (или ему подобный), поэтому конвертации не было. # Приводим к следующему виду. # Не забывайте, что в Makefile отступ от начала строки отделяет символ табуляции! tools/build: tools/build.c $(CC) $(CFLAGS) \ -o tools/a.out tools/build.c gcc2minix < tools/a.out > tools/build chmod +x tools/build chmem +65000 tools/build # Удаляем `-mstring-insns` из CFLAGS mined fs/Makefile mined kernel/Makefile mined lib/Makefile
Адаптируем под наше «железо»: используем 5,25-дюймовые дискеты на 1,2 Мб вместо 3,5-дюймовых, задаём верхнюю границу оперативной памяти, а также указываем, что будем использовать раздел h4 жёсткого диска, и его характеристики.
Сейчас и чуть позже вы увидите, почему я сомневаюсь, что у Линуса был компьютер с 4 Мб оперативной памяти, скорее всего у него было 8Мб. Возможно, при покупке было действительно 4, но потом увеличил до 8. Как, возможно, и добавил второй жёсткий диск.
# Указываем, что будем использовать 1,2 Мб mined boot/boot.s | sectors = 18 sectors = 15 mined include/linux/config.h /* #define LASU_HD */ /* #define LINUS_HD */ #define E86BOX_HD ... #if defined(LINUS_HD) #define HIGH_MEMORY (0x800000) #elif defined(LASU_HD) #define HIGH_MEMORY (0x400000) #elif defined(E86BOX_HD) #define HIGH_MEMORY (0x400000) #else #error "must define hd" #endif ... /* Root device at bootup. */ #if defined(LINUS_HD) #define ROOT_DEV 0x306 #elif defined(LASU_HD) #define ROOT_DEV 0x302 #elif defined(E86BOX_HD) #define ROOT_DEV 0x304 #else #error "must define HD" #endif #if defined(LASU_HD) #define HD_TYPE { 7,35,915,65536,920,0 } #elif defined(LINUS_HD) #define HD_TYPE { 5,17,980,300,980,0 },{ 5,17,980,300,980,0 } #elif defined(E86BOX_HD) #define HD_TYPE { 8,17,1024,65536,1024,0 } #else #error "must define a hard-disk type" #endif
Добавляем в PATH пути до компиляторов и ассемблера, и наконец компилируем:
PATH=/usr/local/bin:/local/bin:/bin:/usr/bin export PATH make
Если компиляция пройдёт успешно, то в папке с ядром появится файл Image. Это и есть наше ядро Linux.
... gld -s -x -M boot/head.o init/main.o \ kernel/kernel.o mm/mm.o fs/fs.o \ lib/lib.a /usr/local/lib/gcc/gnulib \ -o tools/system > System.map (echo -n "SYSSIZE = (";ls -l tools/system | grep system \ | cut -c25-31 | tr '\012' ' '; echo "+ 15 ) / 16") > tmp.s cat boot/boot.s >> tmp.s as -0 -a -o boot/boot.o tmp.s rm -f tmp.s ld -0 -s -o boot/boot boot/boot.o gcc -Wall -O -fstrength-reduce -fomit-frame-pointer -fcombine-regs \ -o tools/a.out tools/build.c gcc2minix < tools/a.out > tools/build chmod +x tools/build chmem +65000 tools/build tools/build: Stack+malloc area changed from 65536 to 130536 bytes. tools/build boot/boot tools/system > Image <---- это Linux!!! Boot sector 452 bytes. System 93184 bytes. sync
Но, возможно, у вас, как и у меня, компиляция может упасть с ошибкой
gcc: installation problem, cannot exec /usr/local/lib/gcc/gcc-cc1: No more processes
Это происходит, как я понял, из-за малого размера оперативной памяти (напомню, мы используем 4 Мб). И тут есть два решения: а) в настройках эмулятора временно увеличить до 8 Мб и всё заработает как надо; или б) выполнить сборку в несколько этапов.
cd kernel && make cd ../mm && make cd ../fs && make cd ../lib && make cd .. && make
После успешной компиляции создаём необходимые директории и устройства на жёстком диске.
cd /linux mkdir dev mkdir bin cd dev mknod tty c 5 0 mknod tty0 c 4 0 mknod tty1 c 4 1 mknod tty2 c 4 2 mknod hd0 b 3 0 0 mknod hd1 b 3 1 5139 mknod hd2 b 3 2 5100 mknod hd3 b 3 3 51340 mknod hd4 b 3 4 8024
Вставляем дискету bin c готовыми бинарным bash и update.
bash не оригинальный, скомпилирован в 2004 году, скорее всего Jiong Zhao (автором сайта oldlinux.org). В оригинале должен использоваться bash-1.08, но мне не удалось найти ни бинарный, ни исходный код этой версии.
/bin/mount /dev/at0 /user cp /user/bash /linux/bin/sh cp /user/update /linux/bin/update
Вставляем чистую дискету boot и записываем на неё ядро.
/bin/umount /dev/at0 cd /linux/usr/src/linux dd if=Image of=/dev/at0 183+0 records in 183+0 records out
Перезагружаем компьютер. И поздравляю, вы в Linux-0.01 с захардкоженной финской раскладкой.
Но, как и писал Линус, делать в этой версии ядра совершенно нечего, только любоваться. Голая оболочка bash, в которой нет ничего, кроме встроенных команд. Даже ls нельзя выполнить, но можно попробовать её имитировать с помощью alias ls='echo *'.
Резервное копирование промежуточной точки
Ставим эмулятор на паузу и сохраняем текущее состояние.
tar cvfJ backups/minix-386-1.5.10-linux-0.01.tar.xz disks/minix.img dist/minix-386/shoelace.img dist/linux/boot.img nvr/acc386.nvr 86box.cfg
Заключение
Кроме Linux 0.01 мы сделали три различные среды, в которых можно долго и увлекательно проводить время.
Во-первых, это оригинальная Minix 1.5.10, в которой можно изучить микроядро Minix, а книга Эндрю поможет в этом. За прошедшие годы сообщество создало и портировало немало интересных программ. Часть их них до сих пор можно найти в интернете. Часть сохранена на легендарном nic.funet.fi.
Во-вторых, это Minix-386, для которой тоже сделали немало интересного. Например, была реализация GUI Mini-X (не X11 совместимая), виртуальные консоли (прямо как современный screen), реализация IP-стека, которого не было в Minix, но очень многие его просили, и многое другое.
И в-третьих, мы сделали среду с gcc и Linux, где можно самостоятельно скомпилировать и запустить другие версии ядра или попробовать портировать GNU-утилиты. К сожалению, последующие версии ядра 0.02 и 0.03 не сохранились до наших дней, а из 0.10 сохранилась только версия Theodore Ts'o. Зато на версиях 0.11 и 0.12 можно изучать внутренне строение ядра Linux.
А ещё, всё тот же автор oldlinux.org Jiong Zhao написал фейковую версию 0.00. Как писал Линус: "Моя первая тестовая программа использовала один процесс для выдачи на экран буквы А, а другой – для выдачи буквы В. (Звучит тоскливо – я знаю.) Я запрограммировал это так, чтобы каждую секунду писалось несколько букв. С помощью прерывания по таймеру я сделал так, что сначала экран заполнялся ААААААА. Потом неожиданно буквы сменялись на ВВВВВВВВВ.". Однако у меня в 86Box она не заработала :(.
P.S.
Если у кого-нибудь будет желание запустить всё на настоящем, а не виртуальном «железе», и у вас появятся вопросы, то мои контакты можно найти в профиле Хабра или на github.com.
