Lab 0: 环境配置¶

实验环境配置¶

我们推荐你使用 Linux 系统完成实验. Windows 系统用户可以考虑 WSL 或者虚拟机. Mac 用户努力自行解决吧.

为了避免不必要的问题，推荐使用 Ubuntu 22.04 LTS 或者 Debian 12 (助教的环境). 当然其他发行版/系统也是可以的, 只要你能正常安装和使用相关工具. 以下的工具版本均为 Debian 12 上的版本 (原则上其他版本也可以工作).

基础编译器
- gcc 10.2.1
- bison 3.7.5
- flex 2.6.4
- rust (stable)
交叉编译器
- clang 14.0.6
- llvm 14.0.6
- lld 14.0.6
riscv 虚拟机
- qemu-user-static 7.2.9

以上工具除了 rust 之外均可以用系统自带的包管理器 (比如 apt) 安装.

Bison 和 Flex 安装¶

bison 和 flex 是 Lab 1 要用到的工具. 你可以用 accipit/examples/toy-calculator 下的文件来简单测试. 里面使用 flex 和 bison 编写了一个 C API 的计算器，并使用 gcc 编译：

examples/toy-calculator $ make
examples/toy-calculator $ ./calculator < input.txt

你能看到输出形如：

ans = -4.000000
ans = 3.000000
ans = 12.000000
ans = 18.000000
ans = 120.000000
ans = 1.666667
ans = 5.400000
ans = 1.000000
ans = 1.414214

当然本实验并不限制你用什么语言和工具来实现 lexer/parser. 你可以用 Rust, Python, Java, C++ 甚至 OCaml 等语言, 也可以不用 parser generator 而是用 parser combinator (Accipit IR 的 parser 就是这样写的) 甚至手写递归下降 parser.

Rust 安装（可选）¶

由于 Accipit IR 相关工具是用 Rust 编写的, 所以需要安装 Rust (你也可以等到 Lab 3 的时候安装) 从源码编译相关工具，或者使用助教帮你编译好的 binary。我们推荐使用浙大源安装 rustup.

export RUSTUP_DIST_SERVER=https://mirrors.zju.edu.cn/rustup
curl --proto '=https' --tlsv1.2 -sSf https://sh.rustup.rs | sh

一般默认安装 stable 版本. 执行 rustc --version 检查是否安装成功. 应当输出类似 rustc 1.76.0 (07dca489a 2024-02-04) 的信息.

你可以尝试运行 IR 的样例来检查是否安装成功.

git clone https://git.zju.edu.cn/accsys/accipit
cd accipit
cargo run -- examples/factorial.acc --entry factorial 10

输出形如

...

3628800

Runtime 编译¶

我们提供了一个 SysY 的运行时库, 你可以在这里找到它. 你可以尝试编译它来检查交叉工具链是否配置正确.

对于 x86_64:

make test
./build/test < test/test.in

对于 riscv:

make NO_LIBC=1 ADD_CFLAGS="-fno-stack-protector -target riscv64-unknown-linux-elf -march=rv64im -mabi=lp64" test
qemu-riscv64-static ./build/test < test/test.in

你应当会看到类似如下输出

10: 1 -1 0 0 10 -10 -12309714 1387487 12 3
50000000
-972781568
abcdefghijklmnopqrstuvwxyz
Timer: 0H-0M-12S-124900us
TOTAL: 0H-0M-12S-124900us

关于交叉编译

如果你对编译选项感兴趣, 这里是一个简单的解释: NO_LIBC=1 表示不使用系统的 C 标准库 (也就是 libc), ADD_CFLAGS="-target riscv64-unknown-linux-elf -march=rv64im -mabi=lp64" 表示添加交叉编译选项. 这里 riscv64-unknown-linux-elf 是交叉编译器的 target triple, rv64im 是 riscv 的指令集, lp64 是 riscv 的 ABI. 注意在编译你的程序的时候也许还需要添加一个选项 -fuse-ld=lld 来使用 lld 作为 linker, 否则默认的 /usr/bin/ld 只能处理主机 x86_64 或者 arm 指令集的 elf 文件，无法链接交叉编译的产物, 这点已经在 Makefile 中处理了.

关于为什么不用 libc, qemu-user-static 是一个用户态的 riscv 虚拟机, 就像你在 OS 实验中用 qemu-system-riscv64 运行的系统一样, 它是不带标准库的. 如果你想输入输出, 你需要手动调用 syscall. 这个工作在之前是由 libc 来帮你完成的, 你只需要调用它提供的库函数 (比如 printf), 我们提供的 runtime 也是这样实现的.

如果你实在想用 libc (比如说你想要用 C++ 写 runtime) 也是可以实现的, 但是助教并没有在 Debian 12 上配出来. 你可以考虑使用 ArchLinux, 它对交叉编译工具链的支持更友好一些 (至少助教在 ArchLinux 上配出来了). 如果你对此感兴趣可以和助教交流.

你的编译器实现的是编译这里的 test.c 的工作, 然后再去调用 assembler 和 linker 来生成可执行文件. 理论上最后的可执行文件可以运行在你的 OS 实验最终的产物上, 你在 OS Lab 中已经实现了运行用户态程序的功能. 如果你感兴趣, 你可以在你自己的 OS 上运行你自己的编译器生成的程序.

~~然后在你自己的 CPU 上运行~~
~~计算机系统 IV~~

实验提交¶

没有提交内容. Just have fun.