【一生一芯】PA0：LINUX环境搭建

最近申请参与“一生一芯”项目，想要了解一块CPU是怎么设计出来的。花了半天时间跟着PA0一起完成了LINUX环境的配置，特此记录配置的过程。

一、制作Windows & Linux 双系统

由于我使用的是Windows系统的电脑所以要制作一个双系统出来（不推荐使用虚拟机，以前用过驱动之类的东西很麻烦，各种真机不会出现的问题虚拟机会出现），现在制作linux双系统基本没有什么难度，流程和重装系统差不多：

从ubuntu官网上弄到ubuntu22的镜像；
通过镜像烧录软件制作启动U盘；
压缩卷，为ubuntu分出来50G以上的空间；
进BIOS通过启动U盘启动，安装ubuntu22；
安装完成后根据提示拔掉U盘重启电脑；
进入BIOS，将ubuntu22的引导设置为最优先

这里要注意几点：我使用的微星笔记本一开始无法进入BIOS，原因是没有关闭电源设置里的快速启动；微星的BIOS里启动项并没有区分Windows和Linux的启动，而直接是从SSD 0启动，在其下方有个UEFI启动项选项，进入后可以调整Linux和Windows启动的优先级。如果不调整Linux为最优先，那么每次启动都会直接进入Windows中。

二、配置Linux软件环境

配置Linux软件环境大致和PA0讲义内容一样。但是编写讲义的人似乎有意锻炼阅读者的能力，很多地方会故意引导使用报错的方式or直接省略一些步骤。因此写这篇随笔的意义就是记录一下完整的配置过程。毕竟互联网存在的意义就是站在前人的肩膀上能看到更远。

1.设置一个root账户

在安装ubuntu的过程中会要求用户设置自己的用户名和密码，此密码用于解锁系统锁屏，并不意味着直接就可以当作root账户的密码使用，因此需要设置一个root密码。

首先使用【Ctrl+Alt+T】快捷键打开终端，在终端中输入：

sudo passwd

然后输入并确认你设置的密码即可

2.换源 & 配置or安装工具

众所周知的原因，在大陆是无法直连谷歌的，不换源很多软件安装无法进行，因此我们需要对ubuntu进行换源。

在终端中输入以下命令打开源配置文件：

sudo  gedit   /etc/apt/sources.list

打开后复制以下文本到源文件并保存：

deb http://mirrors.aliyun.com/ubuntu/ jammy main restricted universe multiverse
deb http://mirrors.aliyun.com/ubuntu/ jammy-security main restricted universe multiverse
deb http://mirrors.aliyun.com/ubuntu/ jammy-updates main restricted universe multiverse
deb http://mirrors.aliyun.com/ubuntu/ jammy-backports main restricted universe multiverse
 
# deb-src http://mirrors.aliyun.com/ubuntu/ jammy main restricted universe multiverse
# deb-src http://mirrors.aliyun.com/ubuntu/ jammy-security main restricted universe multiverse
# deb-src http://mirrors.aliyun.com/ubuntu/ jammy-updates main restricted universe multiverse
# deb-src http://mirrors.aliyun.com/ubuntu/ jammy-backports main restricted universe multiverse
 
## Pre-released source, not recommended.
# deb http://mirrors.aliyun.com/ubuntu/ jammy-proposed main restricted universe multiverse
# deb-src http://mirrors.aliyun.com/ubuntu/ jammy-proposed main restricted universe multiverse
 
deb https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/ubuntu/ jammy main restricted universe multiverse
deb https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/ubuntu/ jammy-updates main restricted universe multiverse
deb https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/ubuntu/ jammy-backports main restricted universe multiverse
deb https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/ubuntu/ jammy-security main restricted universe multiverse
 
# deb-src https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/ubuntu/ jammy main restricted universe multiverse
# deb-src https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/ubuntu/ jammy-updates main restricted universe multiverse
# deb-src https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/ubuntu/ jammy-backports main restricted universe multiverse
# deb-src https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/ubuntu/ jammy-security main restricted universe multiverse
 
## Pre-released source, not recommended.
# deb https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/ubuntu/ jammy-proposed main restricted universe multiverse
# deb-src https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/ubuntu/ jammy-proposed main restricted universe multiverse
 
## Pre-released source, not recommended.
# deb https://mirrors.ustc.edu.cn/ubuntu/ jammy-proposed main restricted universe multiverse
# deb-src https://mirrors.ustc.edu.cn/ubuntu/ jammy-proposed main restricted universe multiverse
 
deb http://mirrors.163.com/ubuntu/ jammy main restricted universe multiverse
deb http://mirrors.163.com/ubuntu/ jammy-security main restricted universe multiverse
deb http://mirrors.163.com/ubuntu/ jammy-updates main restricted universe multiverse
deb http://mirrors.163.com/ubuntu/ jammy-backports main restricted universe multiverse
 
# deb-src http://mirrors.163.com/ubuntu/ jammy main restricted universe multiverse
# deb-src http://mirrors.163.com/ubuntu/ jammy-security main restricted universe multiverse
# deb-src http://mirrors.163.com/ubuntu/ jammy-updates main restricted universe multiverse
# deb-src http://mirrors.163.com/ubuntu/ jammy-backports main restricted universe multiverse
 
## Pre-released source, not recommended.
# deb http://mirrors.163.com/ubuntu/ jammy-proposed main restricted universe multiverse
# deb-src http://mirrors.163.com/ubuntu/ jammy-proposed main restricted universe multiverse

然后在终端中输入以下命令更新源的配置：

sudo apt-get update
sudo apt-get upgrade

更新完成后可以安装PA 所需要的工具了：

su                                 # use root 
apt-get install build-essential    # build-essential packages, include binary utilities, gcc, make, and so on
apt-get install man                # on-line reference manual
apt-get install gcc-doc            # on-line reference manual for gcc
apt-get install gdb                # GNU debugger
apt-get install git                # revision control system
apt-get install libreadline-dev    # a library used later
apt-get install libsdl2-dev        # a library used later
apt-get install llvm llvm-dev      # llvm project, which contains libraries used later

最后安装世界上最好（难）用的文本编辑器Vim，在终端中输入以下命令：

sudo apt-get install vim

输入以下命令进入vim编辑器：

vim test

进入vim后默认在“Normal”模式（看左下角），此时按下键盘上的 “ i ” 键，进入“Insert”模式，此时可以进行文本输入。在“Insert”模式中，按下键盘上的 “ ESC ” 键即可退出并回到“Normal”模式。在“Normal”模式下输入" :q "退出vim编辑器。有关编辑器的使用方法参考了半离的博客。

更多使用Vim编辑器的教程可以Baidu或Google。

3.配置中文输入法

由于安装ubuntu的时候选择的是English，所以系统默认是没有中文输入法的。

首先在“Language Support”中安装“Chinese”

然后在终端中输入以下命令：

sudo apt-get install ibus-pinyin

安装完成后，在“Settings”-“Keyboard”中点击“Input Source”下方的加号，选择“Chinese（Intelligent pinyin）”。如果找不到添加的选项可以重启电脑，重启完毕后即可出现。

一系列操作做完之后，会发现在终端中输入法起作用（谁会在终端里用中文啊），但是系统自带的火狐浏览器中还是只能使用英文，这是因为火狐浏览器的系统设置没有支持中文。进入火狐浏览器设置，找到语言，添加中文。重启后火狐浏览器就支持中文输入法了。

4.配置GITHUB环境

GITHUB是一个非常好用的版本控制管理软件，一生一芯项目采用GITHUB来进行版本控制。在上面步骤已经安装了git工具，接下来只需要申请GITHUB账号（如果没有的话），安装git服务器和配置SSH公钥即可。

申请账号这里不赘述，从安装git服务器开始，终端中输入以下命令配置git服务器：

sudo apt-get install openssh-server openssh-client  #open SSH
sudo /etc/init.d/ssh restart                        #start ssh server
sudo apt-get install git-core                       #install git server

配置ssh公钥：

ssh-keygen -C '你的邮箱地址' -t rsa

输入完成后，提示给公钥文件命名，我命名为“ssh_key”

然后询问是否需要口令，连续两次回车即口令为空。

配置完公钥后，会发现在目录路径下生成了“ssh_key”的ssh公钥文件。打开github网站，进入“settings”-“SSH and GPG keys”点击“Add new SSH keys”添加你的SSH公钥（公钥内容为.pub后缀文件里的，直接复制即可）。

提示，如果看不到.ssh文件夹，可以输入以下命令来查看生成的公钥文件：

ls -al ~/.ssh       #查看默认路径下的ssh密钥文件
cat ~/.ssh/xxx.pub  #打开你生成的ssh密钥，文件名根据上一条命令得到的结果来填写

在桌面新建“YSYX”文件夹，打开文件夹后，在文件夹中打开终端（直接在终端中使用命令行也可以，这样做只是windows图形化界面用久了养成的习惯）输入以下命令配置你的github账户：

git config --global user.name "211220000-Zhang San" # 你的用户名
git config --global user.email "zhangsan@foo.com"   # 你的邮箱
git config --global core.editor vim                 # 编辑器
git config --global color.ui true

5.在“YSYX”文件夹中打开终端，输入以下代码克隆仓库：

git clone -b ysyx2204 git@github.com:OSCPU/ysyx-workbench.git

可以看到“YSYX”文件夹中出现了“ysyx-workbench”子文件夹，说明仓库克隆成功。

使用命令或者在自文件夹中打开终端，输入以下命令查看项目分支：

git branch

返回结果为：

* ysyx2204

说明本地只有一个分支，输入以下命令新建"pa0"分支;

git checkout -b pa0

返回结果提示我们切换到了pa0分支：

Switched to a new branch 'pa0'

再使用一次git branch命令，返回以下结果：

* pa0
  ysyx2204

说明现在项目以及有两支分支，当前处于“pa0”分支上。

接着在终端中输入命令按照PA要求修改“Makefile”

vi Makefile

vim编辑器的使用方式这里不再赘述

修改完成后，输入命令查看修改内容：

 git status

返回结果为

On branch pa0
Changes not staged for commit:
  (use "git add <file>..." to update what will be committed)
  (use "git restore <file>..." to discard changes in working directory)
    modified:   Makefile

no changes added to commit (use "git add" and/or "git commit -a")