docker配置csapp环境

前言

仰慕CSAPP之名久矣，于上学期向图书馆借阅数周，阅之心情舒畅，甚为过瘾，不负盛誉也。然及暑假，嫌其书重，未能携归，忽感空虚万分，孤寂难堪。后新学期至，即以重金购得。

纸上得来终觉浅薄，觉知精髓在实践。数日前始配置实验环境，然其过程艰难，折磨数日，迨至今日，终得成功。念及同经配环境之苦者，遂以此文以记之。

概述

CSAPP的实验的部分步骤需要在Linux系统上运行，网上有使用docker配好的镜像，但我尝试运行却遇到很多问题。恰好之前稍微学了点docker，于是干脆自行配置环境。重点参考了网上这一教程。

本地计算机的环境是 MacBook Air (M1, 2020)配置、 macOS Ventura系统，使用 iTerm2终端，以下配置过程均在此运行。我还有一台 Win10 系统电脑，后续可能会按此过程重新配置一遍已验证其跨平台性。

环境配置

下载 Docker Desktop 并换源，在设置-docker引擎中将 registry-mirrors 换成以下内容并重启docker：

"registry-mirrors": [
    "https://docker.mirrors.ustc.edu.cn/"
  ]

我一开始看到这是json格式，以为可以添加多个源，但是后来发现这样做反而没法正常运行，会在 docker build 时遇到EOF的报错。
不过我现在仍然没有找到出现问题的具体原因，按理说配置多个源应该是被允许的。

拉取镜像

docker pull ubuntu:22.04

编写Dockerfile

FROM --platform=linux/amd64 ubuntu:22.04

如果不使用 --platform=linux/amd64 参数，那么后续在运行二进制文件时会报错 qemu-x86_64: Could not open '/lib64/ld-linux-x86-64.so.2': No such file or directory 。我是在stackoverflow找到了这一解决方案，这也是我为什么要自行编写Dockerfile而不是直接使用官方ubuntu镜像的原因。

生成镜像

docker build -t myubuntu .

建立目录挂载，~/Desktop/CSAPP-Labs 是保存Lab文件的本地位置，挂载后两边的文件将完全同步。

docker run -it -v ~/Desktop/CSAPP-Labs:/csapp --name=csapp_env myubuntu /bin/bash

执行该命令后终端就进入ubuntu系统，可直接运行相关命令

备份并换apt源

cp /etc/apt/sources.list /etc/apt/sources.list.bak

接着apt换清华源

• 我使用的是m1芯片的mac，但使用ubuntu-ports镜像却无效，使用普通镜像即可

• 所有选项都选否，Ubuntu版本选22.04 LTS

以上选项经过我多次尝试，具体内容如下：

内容较长，点击展开 >folded

# 默认注释了源码镜像以提高 apt update 速度，如有需要可自行取消注释
deb http://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/ubuntu/ jammy main restricted universe multiverse
# deb-src http://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/ubuntu/ jammy main restricted universe multiverse
deb http://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/ubuntu/ jammy-updates main restricted universe multiverse
# deb-src http://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/ubuntu/ jammy-updates main restricted universe multiverse
deb http://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/ubuntu/ jammy-backports main restricted universe multiverse
# deb-src http://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/ubuntu/ jammy-backports main restricted universe multiverse

deb http://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/ubuntu/ jammy-security main restricted universe multiverse
# deb-src http://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/ubuntu/ jammy-security main restricted universe multiverse

# deb http://security.ubuntu.com/ubuntu/ jammy-security main restricted universe multiverse
# # deb-src http://security.ubuntu.com/ubuntu/ jammy-security main restricted universe multiverse

# 预发布软件源，不建议启用
# deb http://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/ubuntu/ jammy-proposed main restricted universe multiverse
# # deb-src http://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/ubuntu/ jammy-proposed main restricted universe multiverse

该ubuntu系统中没有文本编辑器（apt 没换源升级之前又没法 apt install vim ），我找到了两种方法来更改 /etc/apt/sources.list

• 使用本地计算机新建一个文件写入上述文本，将其放入挂载目录 ~/Desktop/CSAPP-Labs ，那么它将出现在ubuntu系统的 csapp 文件中，接下来 cp /csapp/sources.list /etc/apt/sources.list
• 可以通过Docker Desktop直接进行编辑，找到容器进入Files直接去对应目录编辑即可

换源后需更新，并重新升级apt

source /etc/apt/source.list
apt update

安装编译工具链

apt install build-essential

验证安装：gcc --version
要不是没有编辑器，不然必须给它运行个 Hello World!

此时还缺少一些文件，虽然能正常运行 ./dlc bits.c ，但是会在 make btest 时报错 fatal error: bits/libc-header-start.h: No such file or directory

运行dlc可能会被报错缺少权限，需 chmod u+x ./dlc

还需下载以下工具

apt-get install gcc-multilib

我依然是在stackoverflow找到的解决方案
原因好像是缺少32位系统的头文件和库文件

最终，make命令成功运行，编译出btest二进制文件，可以直接运行

退出容器

exit

下次启动容器
需要先打开docker

docker start csapp_env
docker exec -it csapp_env /bin/bash

注意事项

1. Docker运行的ubuntu好像直接拥有管理员权限，所有命令直接运行即可，不加 sudo
2. 在iterm2终端执行ubuntu命令时，直接 clear 就被警告，需使用快捷键 control + L
3. 查看系统版本：cat /etc/os-release
4. 有时候退出容器，容器并不会自动停止，需使用命令 docker stop

后记

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