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引言
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本章导读
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大多数程序员的职业生涯都从 ``Hello, world!`` 开始。
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.. code-block::
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printf("Hello world!\n");
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cout << "Hello world!\n";
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print("Hello world!")
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System.out.println("Hello world!");
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echo "Hello world!"
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println!("Hello world!");
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然而，要用几行代码向世界问好，并不像表面上那么简单。
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``Hello, world!`` 程序能够编译运行，靠的是以 **编译器** 为主的开发环境和以 **操作系统** 为主的执行环境。
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在本章中，我们将抽丝剥茧，一步步让 ``Hello, world!`` 程序脱离其依赖的执行环境，
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编写一个能打印 ``Hello, world!`` 的 OS。这趟旅途将让我们对应用程序及其执行环境有更深入的理解。
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.. attention::
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实验指导书存在的目的是帮助读者理解框架代码。
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为便于测试，完成编程实验时，请以框架代码为基础，不必跟着文档从零开始编写内核。
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为了做到这一步，首先需要让程序不依赖于标准库，
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并通过编译。
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接下来要让脱离了标准库的程序能输出（即支持 ``println!``)，这对程序的开发和调试至关重要。
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我们先在用户态下实现该功能，在 `此处 <https://github.com/LearningOS/rCore-Tutorial-Book-2021Autumn/tree/ch2-U-nostd>`_ 获取相关代码。
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最后把程序移植到内核态，构建在裸机上支持输出的最小运行时环境。
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实践体验
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.. note::
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基于github classroom的开发方式
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基于github classroom，可方便建立开发用的git repository，并可基于github的 codespace （在线版ubuntu +vscode）在线开发使用。整个开发环境仅仅需要一个网络浏览器。
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1. 在网络浏览器中用自己的 github id 登录 github.com
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2. 接收 `第一个实验练习 setup-env-run-os1 的github classroom在线邀请 <https://classroom.github.com/a/hnoWuKGF>`_ ，根据提示一路选择OK即可。
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3. 完成第二步后，你的第一个实验练习 setup-env-run-os1 的 github repository 会被自动建立好，点击此github repository的链接，就可看到你要完成的第一个实验了。
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4. 在你的第一个实验练习的网页的中上部可以看到一个醒目的 `code` 绿色按钮，点击后，可以进一步看到 `codespace` 标签和醒目的 `create codesapce on main` 绿色按钮。请点击这个绿色按钮，就可以进入到在线的ubuntu +vscode环境中
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5. 再按照下面的环境安装提示在vscode的 `console` 中安装配置开发环境：rustc，qemu等工具。注：也可在vscode的 `console` 中执行 ``make codespaces_setenv`` 来自动安装配置开发环境（执行``sudo``需要root权限，仅需要执行一次）。
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6. 在vscode的 `console` 中执行 `make setupclassroom_test1` （该命令仅执行一次）配置githubclassroom 自动评分功能。
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7. 然后就可以基于在线vscode进行开发、运行、提交等完整的实验过程了。
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上述的3，4，5步不是必须的，你也可以线下本地开发。
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注：如果是本地的ubuntu中建立开发环境，可在shell中执行 ``make ubuntu_local_setenv`` 来自动安装配置开发环境（执行``sudo``需要root权限，仅需要执行一次）。
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本章一步步实现了支持打印字符串的简单操作系统。
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获取本章代码：
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.. code-block:: console
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$ git clone ``gitaddr of github-classroom-build-lab0-0``
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$ cd ``github-classroom-build-lab0-0``
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$ make setupclassroom_test1 //注意：这一步很重要，是用于github classroom自动评测你的工作。这一步只需在首次克隆项目仓库时执行一次，以后一般就不用执行了，除非 .github/workflows/classroom.yml发生了变化。
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.. note::
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实验名称 ：实验编号
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- lab0-0 : test1
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- lab0-1：test2
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- lab1：test3
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- lab2：test4
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- lab3：test5
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- lab4：test6
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- lab5：test8
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运行本章代码，并设置日志级别为 ``TRACE``：
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.. code-block:: console
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$ cd os1
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$ make run LOG=TRACE
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预期输出：
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.. figure:: color-demo.png
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:align: center
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除了 ``Hello, world!`` 之外还有一些额外的信息，最后关机。
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本章代码树
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.. code-block::
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├── bootloader (内核依赖的运行在 M 特权级的 SBI 实现，本项目中我们使用 RustSBI)
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│ └── rustsbi-qemu.bin
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├── os
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│ ├── Cargo.toml (cargo 项目配置文件)
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│ ├── Makefile
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│ └── src
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│ ├── console.rs (将打印字符的 SBI 接口进一步封装实现更加强大的格式化输出)
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│ ├── entry.asm (设置内核执行环境的的一段汇编代码)
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│ ├── lang_items.rs (需要我们提供给 Rust 编译器的一些语义项，目前包含内核 panic 时的处理逻辑)
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│ ├── linker.ld (控制内核内存布局的链接脚本以使内核运行在 qemu 虚拟机上)
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│ ├── logging.rs (为本项目实现了日志功能)
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│ ├── main.rs (内核主函数)
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│ └── sbi.rs (封装底层 SBI 实现提供的 SBI 接口)
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└── rust-toolchain (整个项目的工具链版本)
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cloc os
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Language files blank comment code
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Rust 5 25 6 155
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make 1 11 4 34
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Assembly 1 1 0 11
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TOML 1 2 1 7
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SUM: 8 39 11 207
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