Unix V6 环境搭建：Simh 安装 Unix V6、Unix V6 基本使用以及源代码获取

一、引言

最近心血来潮看到了一本有意思的书：《Unix内核源码剖析》。这本书有意思之处在于，作者的研究对象是 Unix V6。虽然 Unix V6 已经是 1975 年的系统了，但是其源代码拢共只有 1w 行左右，并且使用了 C 语言（K & R 之前的标准），还是现代操作系统的鼻祖，所以说是初学者最好的研究对象。本着看看总不会吃亏就买了这本书，没想到一开始就差点弃掉。因为这个 Unix V6 系统想要在自己的电脑上搭建起来，着实需要花点精力。

其实搭建 Unix V6 环境、Unix V6 系统的基本使用以及源代码的获取，作者虽然没有明说，但是在附录中的指引中已经指出了能够找到这些资料的地方。

这里，我通过自己的实践，结合作者的指引以及网上的一些博客，成功在 Win10 系统上搭建了 Unix V6 系统。这篇博客本着对网友零假设的基础上进行详细的阐述，力图让每一位阅读本博客的网友都可以按着我这篇博客的内容，一步一步的在自己的 Windows 电脑上搭建出 Unix V6 环境。

那么， 让我们开始吧：）

ps：
Simh 和 Unix V6 的下载速度可能很慢，这里我放到了自己的百度网盘上，供大家下载：
链接：https://pan.baidu.com/s/1NVGMtm4egJicV8TedfsGAA 提取码：mkkj

再 ps:
本博客涉及到的链接网址，这里做个整理：
Simh官方网址
Installing Unix v6 (PDP-11) on SIMH
Unix V6 Manuals (http://man.cat-v.org/unix-6th/)
The Unix Tree

二、下载 Simh

《Unix内核源码剖析》的作者在附录中给出了 Simh 的官方地址，但是具体如何下载我们需要的版本，他并没有细说，也没有细说 Simh 到底是什么：
Simh官方网址 (http://simh.trailing-edge.com/)

简单来说，Simh 是一个旨在模拟历史上的操作系统的一个模拟器软件，我们的 Unix V6（PDP-11）也就正好在它的模拟范畴里面，并且其对 Unix V6 提供了完善的模拟支持，因此我们搭建 Unix V6 环境，一般都是离不开 Simh 的。

那么问题来了，我们下载哪个版本的 Simh 呢？

根据作者在附录中给出的安装指引中，能看到我们只需要 Simh 版本在 3.8-1 及其以后的即可，因此，这里我贴出了 Simh3.9.0 （目前是最新的稳定版本）的下载地址：
下载 Simh3.9.0 (http://simh.trailing-edge.com/sources/simhv39-0-exe.zip)

下载下来，其中的 pdp11.exe 就是我们将要使用的程序：

不过我们暂时先不使用它，把它放在一边，因为我们还需要下载 Unix V6 的系统镜像（英文是 tape，我不知道翻译成什么好，也许系统胶带更好 T_T）。

三、下载 Unix V6

作者其实给出了一个介绍 Simh 安装 Unix V6 的 wiki 网址，但是这个 wiki 对于小白来说不是特别友好：
Installing Unix v6 (PDP-11) on SIMH

这个 wiki 的前提假设，就是读者已经下载了 Simh 和 Unix V6 系统镜像。在这个 wiki 中给出了 Unix V6 系统镜像的下载地址，也就是这个：
下载 Unix V6 系统镜像 (http://sourceforge.net/projects/bsd42/files/Install%20tapes/Research%20Unix/Unix-v6-Ken-Wellsch.tap.bz2/download)

下载下来的压缩包名称为 Unix-v6-Ken-Wellsch.tap.bz2，并且里面只有一个文件 Unix-v6-Ken-Wellsch.tap：

如此这般，我们已经下载了所有我们搭建 Unix V6 所需要的所有内容，达成了安装 Unix V6 系统的前提条件。接下来，让我们继续跟着那篇 wiki 的指引在 Simh 中安装 Unix V6。

四、在 Simh 中安装 Unix V6

之所以要写这篇博客，就是因为作者给出的那篇在 Simh 中安装 Unix V6 的 wiki 写的有些草略，对于小白来说，可能更想要的是事无巨细的说明书一样的东西，这里，我结合作者给出的 wiki 和网上的一些博客，详细记录下我在 Win10 系统下是如何成功在 Simh 中安装 Unix V6 的。其中，作者在附录中给出的在 Simh 中安装 Unix V6 的 wiki　地址如下，感兴趣的同学可以去看看：
Installing Unix v6 (PDP-11) on SIMH

1. 新建文件夹，解压 Simh 和 Unix V6

我们在前面下载了 simhv39-0-exe.zip 和 Unix-v6-Ken-Wellsch.tap.bz2。现在我们需要新建一个文件夹（在哪里都可以），然后将这两个文件夹的内容都解压到这个文件夹中去。

2. 重命名 Unix-v6-Ken-Wellsch.tap 为 dist.tap

这一步是非常非常关键的一步，因为在作者给出的 wiki 中，有这么一行配置代码：

attach tm0 dist.tap

其实作者的原意是，你下载下来的 Unix-v6-Ken-Wellsch.tap 先重命名为 dist.tap，然后在这一行代码中进行连接。但是这篇 wiki 的作者偏偏就漏掉了这关键的一句解释，导致很多人配置启动参数无法成功（这一点也是我看其他人的博客才无意中发现的）。

3. Simh 中配置安装 Unix V6

接下来就是点击文件夹中的 pdp11.exe 程序，配置 Unix V6 的系统启动参数。在弹出来的界面中，粘贴以下配置代码即可（这里可以复制好了之后，鼠标移动到弹出来的界面中右键进行粘贴）。

a. 安装系统（Tape boot ）

加载引导块，并将根分区加载到 rk 文件上去。可能有些人会疑惑下面的 11/40 是啥，联想下 Unix V6 是在 DEC 公司的 PDP-11/40 设备上运行的就不难理解了：

set cpu 11/40
set tm0 locked
attach tm0 dist.tap
attach rk0 rk0
attach rk1 rk1
attach rk2 rk2
d cpu 100000 012700 
d cpu 100002 172526
d cpu 100004 010040
d cpu 100006 012740 
d cpu 100010 060003
d cpu 100012 000777 
g 100000

当你运行到这一刻的时候，模拟器会卡住，此时你使用 Ctrl + E 退出，然后再准备配置硬盘信息：

g 0

运行了这行代码，会弹出一个 = 的等待输入提示符，此时按照如下对话进行输入即可：

sim> g 0
=tmrk
disk offset
0
tape offset
100
count
1
=tmrk
disk offset
1
tape offset
101
count
3999
=                                              [## Hit CTRL-E here]
Simulation stopped, PC: 137300 (BGE 137274)
sim> q

其中 [## Hit CTRL-E here] 的意思是让你在那个地方 Ctrl + E 中断运行。我这里的运行截图如下：

b. 安装硬盘（disk install）

在上一步的最后，我们 q 退出了程序，现在我们接着再点击 pdp11.exe，然后输入下面的配置代码：

set cpu 11/40
set tto 7b
set tm0 locked
attach tm0 dist.tap
attach rk0 rk0
attach rk1 rk1
attach rk2 rk2
dep system sr 173030
boot rk0

此时，程序会打印出来一个 @ 符号提示输入，输入如下内容即可告诉模拟器我们要加载 Unix 核心模块：

rkunix

c. 修改终端显示为小写（Fixing the Terminal）

如果此时你输入 ls，会发现默认的不管输入还是显示都是大写字母，只需要输入下面的配置代码即可转为小写：

# STTY -LCASE

d. 重新构建内核（Rebuilding the kernel）

我们需要重新构建内核，才能让内核能够支持 SImh 提供的硬件设备。首先，我们需要重建 mkconfg 程序：

chdir /usr/sys/conf
cc mkconf.c
mv a.out mkconf

其中的 chdir 是移动目录的指令， cc 是 C 编译器，默认输出为 a.out 文件，然后 mv 修改名称为 mkconf。

当我们重新构建了 mkconf，还需要给他一个基本的配置文件：

# ./mkconf
rk
tm
tc
8dc
lp
done
#

接下来，我们编译配置，将其与内核的其余的库文件进行链接，最后将其复制到 unix 目录里面去：

as m40.s
mv a.out m40.o
cc -c c.c
as l.s
ld -x a.out m40.o c.o ../lib1 ../lib2
mv a.out /unix

其中的 as 是汇编命令。为了确认，我们可以查看内核大小是否为 30Kb 大小：

# ls - /unix
-rwxrwxrwx  1 root    30346 Oct 10 12:45 /unix

e. 构建设备文件（building device files）

复制粘贴运行配置指令即可：

/etc/mknod /dev/rk0 b 0 0
/etc/mknod /dev/rk1 b 0 1
/etc/mknod /dev/rk2 b 0 2
/etc/mknod /dev/mt0 b 3 0
/etc/mknod /dev/tap0 b 4 0
/etc/mknod /dev/rrk0 c 9 0
/etc/mknod /dev/rrk1 c 9 1
/etc/mknod /dev/rrk2 c 9 2
/etc/mknod /dev/rmt0 c 12 0
/etc/mknod /dev/lp0 c 2 0
/etc/mknod /dev/tty0 c 3 0
/etc/mknod /dev/tty1 c 3 1
/etc/mknod /dev/tty2 c 3 2
/etc/mknod /dev/tty3 c 3 3
/etc/mknod /dev/tty4 c 3 4
/etc/mknod /dev/tty5 c 3 5
/etc/mknod /dev/tty6 c 3 6
/etc/mknod /dev/tty7 c 3 7
chmod 640 /dev/*rk*
chmod 640 /dev/*mt*
chmod 640 /dev/*tap*

f. 恢复操作系统的其余部分（Restoring the rest of the OS）

dd if=/dev/mt0 of=/dev/rk1 count=4000 skip=4100
/etc/mount /dev/rk1 /usr/source
dd if=/dev/mt0 of=/dev/rk2 count=4000 skip=8100
mkdir /usr/doc

g. 配置启动（configure boot）

# cat >> /etc/rc
/etc/mount /dev/rk1 /usr/source
/etc/mount /dev/rk2 /usr/do

然后点击 Ctrl + D 中断。

h. 重新构建 df 指令（rebuild the df command）

# chdir /usr/source/s1
# ed df.c
/rp0/d
.-2a
  "/dev/rk0",
  "/dev/rk1",
.
w
q
# cc -s -O df.c
# cp a.out /bin/df
# rm a.out

在你运行 ed df.c 的时候，会出现诸如 1282 或者 1297 或者其他的数字，不用惊慌，这是正常现象。

i. 检查文件系统（check filesystems）

icheck /dev/rrk0
dcheck /dev/rrk0
icheck /dev/rrk1
dcheck /dev/rrk1
icheck /dev/rrk2
dcheck /dev/rrk2

j. 启动多用户登录服务（enable multiser）

默认的 /etc/ttys 文件没有监听多个端口，我们可以通过配置以下代码进行修改：

# ed /etc/ttys
1,8s/^0/1/p
w
q
# 

k. 重启（reboot）

这里的多次运行 sync 并不是强迫症，也不是没有意义的，因为没有重启指令，我们只能强制同步多次，并且 Ctrl + E 中断退出模拟器：

# sync
# sync
# sync
# sync
#                               [## Hit CTRL-E here]
Simulation stopped, PC: 002502 (MOV (SP)+,177776)
sim> q

4. 正常运行（Running normally）

我们已经配置好了 Simh 和模拟器中的 Unix V6，每次运行的时候，我们都可以点击 pdp11.exe（或者从 cmd 中运行它），然后复制粘贴如下配置代码：

set cpu 11/40
set cpu idle
set tto 7b
set tm0 locked
attach rk0 rk0
attach rk1 rk1
attach rk2 rk2
attach lpt printer.txt
set dci en
set dci lines=8
set dco 7b
att dci 5555
boot rk0

其中的 5555 端口是提供给其他用户登录用的。接着我们在弹出来的 @ 后面输入 unix，在接下来提示的 login 后面以 root 用户登录。

至此，我们就搭建好了 Unix V6 环境了，你可以欢快的尝试各种 Unix V6 所支持的命令了：）

五、Unix V6 的使用

1. Unix V6 手册

作者在附录中给出了 Unix V6 的使用手册，大家可以看看，里面有相当详细的阐述，包括 Unix V6 所支持的命令以及相关解释、系统调用、C 函数库等等信息：
Unix V6 Manuals (http://man.cat-v.org/unix-6th/)

你可以参照里面的内容，使用 Unix V6 系统。

2. Unix V6 正常运行

有人可能嫌弃每次在 Simh 中运行 Unix V6 都要粘贴前面那一大串的配置信息，怎么样才能简化这个操作呢？

这个很简单，我们可以新建一个文件比如说 config.ini，将配置内容写入进去：

set cpu 11/40
set cpu idle
set tto 7b
set tm0 locked
attach rk0 rk0
attach rk1 rk1
attach rk2 rk2
attach lpt printer.txt
set dci en
set dci lines=8
set dco 7b
att dci 5555
boot rk0

然后使用 cmd 运行 pdp11.exe，后面加个参数 config.ini：

pdp11.exe config.ini

这样就可以直接跳到登录步骤，输入 unix 然后输入登录名 root 即可：

六、Unix V6 的源代码获取

Unix V6 的源代码获取地址，作者也在附录中有提到，这个网址能够找到各个古老历史版本的 Unix 源代码：
The Unix Tree

其中我们需要的 Unix V6 的源代码位于：
Unix V6 源代码下载

其中下载 v6src.tar.gz 即可看到完整的 Unix V6 源代码。

七、总结

至此，我已经把我在 Win10 上成功搭建 Unix V6 环境的过程一步一步的详细写出来了。终于算是松了一口气，没想到原以为内容不多的博客，还是洋洋洒洒写了这么多。这篇博客里面大幅度参考了作者指引的 wiki 和网上的一些博客内容，诚惶诚恐之中，就连英文的翻译都有些拿捏不准，难免有些纰漏，网友如有看不透的地方，还请多多包涵呀 ^_^

这篇博客里面涉及到的安装步骤，因为原文 wiki 是英文的，有些专业术语的翻译，我也拿捏不准，因此都附上了原文英文，方便大家查看，还希望大家谅解。

《Unix内核源码剖析》这本书我也刚开始看，有些内容也还不清楚，希望这篇博客能够给同样处于我这种情况的网友一些帮助，至少都能搭建一个 Unix V6 环境出来，开心的把玩一番也是好的~~~

To be Stronger：）