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十大使用 Linux Lab 的理由


Linux Lab 是一套用于 Linux 内核学习、开发和测试的即时实验室,可以极速搭建和使用,功能强大,用法简单!

Linux Lab Boot example

Linux Lab Boot example

经过 3 年多的开发与迭代,Linux Lab 已经发布了 v0.2 版,其易用性和功能逐渐强大,非常推荐各位 Linux 内核和嵌入式 Linux 开发者尝试。

下面列举了十大使用 Linux Lab 的理由。

省时:节省数周的环境搭建时间

无论是新人还是有经验的老手,搭建 Linux 的学习和实验环境都是比较费时费力的,一方面要安装基础系统,一方面要下载各种交叉编译工具,有时候还要去下载最新的源代码。在国内这个大的局域网下,要整完整套环境,少则几天,多则数周,最重要的通常还得多次重复去搭建,不光费时还很繁琐,系统一变更,又得重复做。

Linux Lab 把这几个工作简化成了三条命令(Windows、Mac OSX 和非 Ubuntu Linux 系统需要自行安装 Docker),数十分钟就可以执行完,而且每次都可以拿到体验一致的环境:

$ git clone https://gitee.com/tinylab/cloud-lab.git
$ cd cloud-lab
$ tools/docker/run linux-lab

目前 Linux Lab 已经在 github 和 gitee 上收获累计 500 多个 Stars,并有数百人的用户群,按 500 人,每人节省 4 周即 30 天粗略估算,Linux Lab 已经累计节省了 500 * 30 天 = 15000 天 = 41 年

省钱:节省不菲的开发板购买费用

截止到目前,Linux Lab 已经支持世界上最主流和流行的 5 大处理器架构(X86、ARM、MIPS、PowerPC、RISC-V),也支持国产的 CSKY 和 Loongson,支持 15 款相应的开发板。

按人均一块板子,每块开发板 ¥300 粗略计算,已经为大家节省了 500 * ¥300 = ¥150000 = ¥15 万

对于个人而言,有了 Linux Lab,可以自由使用现有的 7 大架构,15 款开发板中的任意一款,累积节省 15 * ¥300 = ¥4500,并且这些开发板可以反复使用,永远不会坏,而且还有更多板子在持续添加中,用户也可以自己轻松扩展新板子。

$ make list-short
[ aarch64/raspi3 ]:
      ARCH     = arm64
      LINUX   ?= v5.1
[ aarch64/virt ]:
      ARCH     = arm64
      LINUX   ?= v5.1
[ arm/versatilepb ]:
      ARCH     = arm
      LINUX   ?= v5.1
[ arm/vexpress-a9 ]:
      ARCH     = arm
      LINUX   ?= v5.1
[ i386/pc ]:
      ARCH     = x86
      LINUX   ?= v5.1
[ mipsel/malta ]:
      ARCH     = mips
      LINUX   ?= v5.1
[ ppc/g3beige ]:
      ARCH     = powerpc
      LINUX   ?= v5.1
[ riscv32/virt ]:
      ARCH     = riscv
      LINUX   ?= v5.0.13
[ riscv64/virt ]:
      ARCH     = riscv
      LINUX   ?= v5.1
[ x86_64/pc ]:
      ARCH     = x86
      LINUX   ?= v5.1
[ csky/virt ]:
      ARCH     = csky
      LINUX   ?= v4.9.56
[ loongson/ls1b ]:
      ARCH     = mips
      LINUX   ?= v5.2
[ loongson/ls232 ]:
      ARCH     = mips
      LINUX   ?= v2.6.32-r190726
[ loongson/ls2k ]:
      ARCH     = mips
      LINUX   ?= loongnix-release-1903
[ loongson/ls3a7a ]:
      ARCH     = mips
      LINUX   ?= loongnix-release-1903

更为重要的是,有些开发板在市面上可能根本就买不到,要不不开卖了,要不没地方买。

省心:一致和可预期的操作结果

以往要研究 Linux,最害怕的是慢得让人发疯的洲际网络,不知道从哪里才能找到靠谱可用的编译器,抑或是某个版本内核 ok,另外一个版本又不行,或者某个命令又罢工了,或者是配置不对。

Linux Lab 不仅提供了一致的环境,还提供了验证好的编译器、Qemu 启动脚本、甚至有预编译好的内核和文件系统映像包以及配套的配置文件,而且 Linux Lab 把所有依赖的资源尽量都迁移到了我们的“局域网”内。

  • Linux,采用清华的 Mirror
  • U-boot, Buildroot 和 Qemu 都采用码云的 Mirror
  • Docker 镜像,可采用 USTC、阿里云等 Mirror
  • 编译器,每个架构有验证好 2~3 款可用的编译器
  • 内核和文件系统,每个架构都有提前编译好的版本,按开发板各自存放在独立的码云仓库中

几乎所有的动作都有预先验证过的简单接口,并且都经过了较为充分的测试和验证。能极大程度地降低不确定性带来的恐慌和彷徨,减少苦恼。

几乎所有的板子都添加了串口、网络、LCD 驱动支持,也添加了从 Ramdisk、NFS、磁盘 加载文件系统功能,还添加了简洁的调试和测试功能。用户可以在这个很高的起点上再根据需求做进一步的客制化,非常省心省力。

强大:可扩展的计算机基础技术学习环境

Linux Lab 的初衷是学习 Linux 内核,但是发展至今,不仅可以用来学习 Linux 内核,还可以用来学习 C、汇编、Shell、处理器架构、U-boot、Qemu 等,而且还可以做进一步的扩展。

另外,作为 Linux Lab 的基础设施,Cloud Lab 提供了更大扩展性,目前不仅有 Linux 0.11 Lab, CS630 Qemu Lab 这样的 Lab 实例,而且有 Markdown Lab, RT-Thread Lab 这样的 Lab 实例,还可以类似添加更多的专属 Lab 环境,有巨大的可扩展能力。

  • Linux 0.11 Lab,用于学习 0.11 版本的 Linux 内核
  • CS630 Qemu Lab,用于学习 Linux AT&T 汇编语言
  • RT-Thread Lab,用于研究国产 RT-Thread OS
  • Markdown Lab,用于学习和使用 Markdown,可以用来撰写文章、幻灯、简历或图书

简洁:统一简单易记的操作接口

Linux Lab 把各种常见操作抽象为简单易记的接口,把背后繁琐的细节和费时的工作全部隐藏并且优化好,用户只需要记住简单的命令即可。并且这些命令适应已经支持的 Linux、U-boot、Buildroot 和 Qemu。

make 接口 作用
*download 下载
*checkout 检出某个版本
*patch 打补丁
*defconfig 使能默认配置文件
*olddefconfig 启用老的配置
*menuconfig 打开图形配置界面
*save 保存配置和镜像
boot 通过 Qemu 引导
debug 通过 Qemu 调试
test 通过 Qemu 测试

小巧:模块化和清晰透明的架构

Linux Lab 本身被拆分成三大部分:实验环境、实验代码和环境管理,而实验代码又经过精心地设计,避免臃肿。

Linux Lab 与其他 Lab 实例共享环境管理代码:Cloud Lab,仅需关心自身的实验环境和实验代码,而实验代码部分又尽可能地只保留板级公共代码,板子特定的代码不仅可以作为独立的仓库发布,而且可以独立使用。所以,Linux Lab 不仅结构清晰,而且代码小巧。

模块 大小
Cloud Lab 8.5M
Linux Lab 7.3M
linux-lab Docker 镜像 4.13G
boards/csky 358M
boards/loongson/ls3a7a/bsp 7.8M
boards/loongson/ls232/bsp 5.0M
boards/loongson/ls1b/bsp 40M
boards/loongson/ls2k/bsp 29M
boards/aarch64/raspi3/bsp 152M
boards/aarch64/virt/bsp 68M
boards/arm/versatilepb/bsp 142M
boards/arm/vexpress-a9/bsp 60M
boards/riscv64/virt/bsp 49M
boards/riscv32/virt/bsp 40M
boards/mipsel/malta/bsp 48M
boards/i386/pc/bsp 23M
boards/x86_64/pc/bsp 20M
boards/ppc/g3beige/bsp 57M

各板级或架构有独立的仓库,并且有独立的 Qemu 启动脚本(boot.sh)、内核映像、文件系统映像以及相应配置文件,可以独立使用和参考:

  • boards/csky
  • boards/loongson
  • boards/aarch64/raspi3/bsp
  • boards/aarch64/virt/bsp
  • boards/arm/versatilepb/bsp
  • boards/arm/vexpress-a9/bsp
  • boards/i386/pc/bsp
  • boards/mipsel/malta/bsp
  • boards/ppc/g3beige/bsp
  • boards/riscv32/virt/bsp
  • boards/riscv64/virt/bsp
  • boards/x86_64/pc/bsp

易达:随时随地使用和访问

Linux Lab 不仅提供了本地的 VNC/SSH 访问方式,而且提供了远程的 WebVNC 和 WebSSH 访问方式,而且提供了内网穿透的功能(需要专属 Docker 容器配合),可以类似 teamviewer 那样从外网进入局域网。所以,理论上,搭建完 Linux Lab,再配合现代路由器或者云服务器,就可以做到,随时随地访问一致的开发环境。

$ tools/docker/release linux-lab
LOG: Current Lab is linux-lab
Lab: linux-lab-60029, User: ubuntu
  * VNC (Normal): http://localhost:6080/?u=7827c9&p=chln3p
  * VNC   (View): http://localhost:6080/?r=7827c93tsrkd
  * SSH    (Web): http://localhost:4433/?ssh=ssh://ubuntu:tffsm7@172.17.0.3:22

LOG: Released to: /media/falcon/develop/cloud-lab/releasings/index.html
LOG: Labs online: http://localhost:6080/labs/index.html

简单地,如果在一台云服务器上运行 Linux Lab,只需要把外网可访问的服务 IP 地址或者域名写入到 Cloud Lab 根目录下的 .host_name 即可获得合适的 URL 地址:

$ cd /path/to/cloud-lab
$ echo example.com > .host_name
$ tools/docker/release linux-lab
LOG: Current Lab is linux-lab
Lab: linux-lab-60029, User: ubuntu
  * VNC (Normal): http://example.com:6080/?u=7827c9&p=chln3p
  * VNC   (View): http://example.com:6080/?r=7827c93tsrkd
  * SSH    (Web): http://example.com:4433/?ssh=ssh://ubuntu:tffsm7@172.17.0.3:22

LOG: Released to: /media/falcon/develop/cloud-lab/releasings/index.html
LOG: Labs online: http://example.com:6080/labs/index.html

兼容:三大系统环境下使用几乎一致

Linux Lab 基于 Docker,只要安装有 Docker,就可以直接在 Linux、Mac OSX 和 Windows 三大系统下使用,并且使用体验几乎一致。

  • Docker for Linux
  • Docker for Mac
  • Docker for Windows     * 依赖特定的 Windows 版本,请查看上述文档     * 需要配合 “Git Bash Here” 使用。安装完 Git for Windows 后,在任意目录点击鼠标右键可见。

如果是老版本的 Windows,可以用 Docker Toolbox,也可以通过 Virtualbox 或 Vmware 自行安装 Ubuntu。

通用:支持几乎所有版本的 Linux 内核

可以自由切换“任意”内核版本,从 2.6 到 5.4,已经验证的版本从早期的 2.6.35 到 5.2,都提供有相应的配置文件和预编译好的映像:

$ ls boards/*/*/bsp/kernel/ | grep -v riscv | sort -u
v2.6.35
v2.6.35.14
v2.6.36
v2.6.37
v3.10
v3.18.39
v4.19
v4.5.5
v4.6.7
v5.0.10
v5.0.13
v5.0.21
v5.1
v5.2

结合 Linux 0.11 Lab,还可以研究”上古时代”的 0.11 等老内核版本。

教学:提供了多种教学辅助功能

Linux Lab 提供了如下教学辅助功能,适合在高校、培训机构、在线课程等场景下使用:

  • 提供了 Normal 和 Viewonly 这两种访问方式,可以互动,也可以广播,适合多种教学场景
  • 允许一键创建任意多个独立的 Lab 实体,允许多个学生同时使用
  • 提供了多种实验过程的录制工具,包括命令行的录制工具 showterm 和桌面的录制工具:showdesk.io

已经迫不及待了吗?快通过微信加 tinylab 为好友,申请进 “Linux Lab 用户群” 或 “Linux Lab 开发群” 吧。

接下来,看看同学们在 arm64 aarch64/virt 板子上运行 5.1 Linux 的小视频吧:

本文永久更新链接:http://embeddedlinux.org.cn/emb-linux/industry-news/201912/21-8944.html



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