十大使用 Linux Lab 的理由

Linux Lab 是一套用於 Linux 內核學習、開發和測試的即時實驗室，可以極速搭建和使用，功能強大，用法簡單！

Linux Lab Boot example

經過 3 年多的開發與迭代，Linux Lab 已經發布了 v0.2 版，其易用性和功能逐漸強大，非常推薦各位 Linux 內核和嵌入式 Linux 開發者嘗試。

下面列舉了十大使用 Linux Lab 的理由。

省時：節省數周的環境搭建時間

無論是新人還是有經驗的老手，搭建 Linux 的學習和實驗環境都是比較費時費力的，一方面要安裝基礎系統，一方面要下載各種交叉編譯工具，有時候還要去下載最新的源代碼。在國內這個大的區域網下，要整完整套環境，少則幾天，多則數周，最重要的通常還得多次重複去搭建，不光費時還很繁瑣，系統一變更，又得重複做。

Linux Lab 把這幾個工作簡化成了三條命令（Windows、Mac OSX 和非 Ubuntu Linux 系統需要自行安裝 Docker），數十分鐘就可以執行完，而且每次都可以拿到體驗一致的環境：

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

目前 Linux Lab 已經在 github 和 gitee 上收穫累計 500 多個 Stars，並有數百人的用戶群，按 500 人，每人節省 4 周即 30 天粗略估算，Linux Lab 已經累計節省了 500 * 30 天 = 15000 天 = 41 年。

省錢：節省不菲的開發板購買費用

截止到目前，Linux Lab 已經支持世界上最主流和流行的 5 大處理器架構（X86、ARM、MIPS、PowerPC、RISC-V），也支持國產的 CSKY 和 Loongson，支持 15 款相應的開發板。

按人均一塊板子，每塊開發板 ￥300 粗略計算，已經為大家節省了 500 * ￥300 = ￥150000 = ￥15 萬。

對於個人而言，有了 Linux Lab，可以自由使用現有的 7 大架構，15 款開發板中的任意一款，累積節省 15 * ￥300 = ￥4500，並且這些開發板可以反覆使用，永遠不會壞，而且還有更多板子在持續添加中，用戶也可以自己輕鬆擴展新板子。

$ 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

更為重要的是，有些開發板在市面上可能根本就買不到，要不不開賣了，要不沒地方買。

省心：一致和可預期的操作結果

以往要研究 Linux，最害怕的是慢得讓人發瘋的洲際網路，不知道從哪裡才能找到靠譜可用的編譯器，抑或是某個版本內核 ok，另外一個版本又不行，或者某個命令又罷工了，或者是配置不對。

Linux Lab 不僅提供了一致的環境，還提供了驗證好的編譯器、Qemu 啟動腳本、甚至有預編譯好的內核和文件系統映像包以及配套的配置文件，而且 Linux Lab 把所有依賴的資源盡量都遷移到了我們的「區域網」內。

• Linux，採用清華的 Mirror

• U-boot, Buildroot 和 Qemu 都採用碼雲的 Mirror

• Docker 鏡像，可採用 USTC、阿里雲等 Mirror

• 編譯器，每個架構有驗證好 2~3 款可用的編譯器

• 內核和文件系統，每個架構都有提前編譯好的版本，按開發板各自存放在獨立的碼雲倉庫中

幾乎所有的動作都有預先驗證過的簡單介面，並且都經過了較為充分的測試和驗證。能極大程度地降低不確定性帶來的恐慌和彷徨，減少苦惱。

幾乎所有的板子都添加了串口、網路、LCD 驅動支持，也添加了從 Ramdisk、NFS、磁碟 載入文件系統功能，還添加了簡潔的調試和測試功能。用戶可以在這個很高的起點上再根據需求做進一步的客制化，非常省心省力。

強大：可擴展的計算機基礎技術學習環境

Linux Lab 的初衷是學習 Linux 內核，但是發展至今，不僅可以用來學習 Linux 內核，還可以用來學習 C、彙編、Shell、處理器架構、U-boot、Qemu 等，而且還可以做進一步的擴展。

另外，作為 Linux Lab 的基礎設施，Cloud Lab 提供了更大擴展性，目前不僅有 Linux 0.11 Lab, CS630 Qemu Lab 這樣的 Lab 實例，而且有 Markdown Lab, RT-Thread Lab 這樣的 Lab 實例，還可以類似添加更多的專屬 Lab 環境，有巨大的可擴展能力。

• Linux 0.11 Lab，用於學習 0.11 版本的 Linux 內核

• CS630 Qemu Lab，用於學習 Linux AT&T 彙編語言

• RT-Thread Lab，用於研究國產 RT-Thread OS

• Markdown Lab，用於學習和使用 Markdown，可以用來撰寫文章、幻燈、簡歷或圖書

簡潔：統一簡單易記的操作介面

Linux Lab 把各種常見操作抽象為簡單易記的介面，把背後繁瑣的細節和費時的工作全部隱藏並且優化好，用戶只需要記住簡單的命令即可。並且這些命令適應已經支持的 Linux、U-boot、Buildroot 和 Qemu。

小巧：模塊化和清晰透明的架構

Linux Lab 本身被拆分成三大部分：實驗環境、實驗代碼和環境管理，而實驗代碼又經過精心地設計，避免臃腫。

Linux Lab 與其他 Lab 實例共享環境管理代碼：Cloud Lab，僅需關心自身的實驗環境和實驗代碼，而實驗代碼部分又儘可能地只保留板級公共代碼，板子特定的代碼不僅可以作為獨立的倉庫發布，而且可以獨立使用。所以，Linux Lab 不僅結構清晰，而且代碼小巧。

各板級或架構有獨立的倉庫，並且有獨立的 Qemu 啟動腳本（boot.sh）、內核映像、文件系統映像以及相應配置文件，可以獨立使用和參考：

• 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

易達：隨時隨地使用和訪問

Linux Lab 不僅提供了本地的 VNC/SSH 訪問方式，而且提供了遠程的 WebVNC 和 WebSSH 訪問方式，而且提供了內網穿透的功能（需要專屬 Docker 容器配合），可以類似 teamviewer 那樣從外網進入區域網。所以，理論上，搭建完 Linux Lab，再配合現代路由器或者雲伺服器，就可以做到，隨時隨地訪問一致的開發環境。

$ 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

簡單地，如果在一台雲伺服器上運行 Linux Lab，只需要把外網可訪問的服務 IP 地址或者域名寫入到 Cloud Lab 根目錄下的 .host_name 即可獲得合適的 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：三大系統環境下使用幾乎一致

Linux Lab 基於 Docker，只要安裝有 Docker，就可以直接在 Linux、Mac OSX 和 Windows 三大系統下使用，並且使用體驗幾乎一致。

• Docker for Linux

• Docker for Mac

• Docker for Windows     * 依賴特定的 Windows 版本，請查看上述文檔     * 需要配合 「Git Bash Here」 使用。安裝完 Git for Windows 后，在任意目錄點擊滑鼠右鍵可見。

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

通用：支持幾乎所有版本的 Linux 內核

可以自由切換「任意」內核版本，從 2.6 到 5.4，已經驗證的版本從早期的 2.6.35 到 5.2，都提供有相應的配置文件和預編譯好的映像：

$ 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

結合 Linux 0.11 Lab，還可以研究"上古時代"的 0.11 等老內核版本。

教學：提供了多種教學輔助功能

Linux Lab 提供了如下教學輔助功能，適合在高校、培訓機構、在線課程等場景下使用：

• 提供了 Normal 和 Viewonly 這兩種訪問方式，可以互動，也可以廣播，適合多種教學場景

• 允許一鍵創建任意多個獨立的 Lab 實體，允許多個學生同時使用

• 提供了多種實驗過程的錄製工具，包括命令行的錄製工具 showterm 和桌面的錄製工具：showdesk.io

已經迫不及待了嗎？快通過微信加 tinylab 為好友，申請進 「Linux Lab 用戶群」 或 「Linux Lab 開發群」 吧。

接下來，看看同學們在 arm64 aarch64/virt 板子上運行 5.1 Linux 的小視頻吧：

http://showterm.io/6260970951ad23fe18edb