Lab 1 Part 1: PC bootstrap 我们继续~ PC机的物理地址空间 这一节我们将深入的探究到底PC是如何启动的.首先我们看一下通常一个PC的物理地址空间是如何布局的:                           这张图仅仅展示了内存空间的一部分. 第一代PC处理器是16位字长的Intel 8088处理器,这类处理器只能访问1MB的地址空间,即0x00000000~0x000FFFFF.但是这1MB也不是用户都能利用到的,只有低640KB(0x00000000~0x00…

Question: 做lab过程中越来越迷糊,为什么一会儿虚拟地址是4G 物理地址也是4G ,那这有什么作用呢? 解决途径: 停下来,根据当前lab的进展,再回头看上学期操作系统的ppt & 上网冲浪查资料!意识到自己对于分段机制理解不够. 最强总结:https://www.cnblogs.com/tolimit/p/4775945.html?utm_source=tuicool&utm_medium=referral 解决过程: 分段机制主要功能只有两点: 将物理内存划分为多个段,让操作…

0. 简介 操作系统是计算机科学中十分重要的一门基础学科,是一名计算机专业毕业生必须要具备的基础知识.但是在学习这门课时,如果仅仅把目光停留在课本上一些关于操作系统概念上的叙述,并不能对操作系统有着深层次的理解.必须要结合动手实践,才能真正掌握核心的知识. MIT的操作系统课程6.828是一门被广泛好评的入门课程.它最重要的特点就是它实践第一的教学原则.在这门课程中会涉及到非常丰富的实验,也会有非常多的动手机会.而且授课者更是亲自构建了一个简化的基于Unix内核的操作系统xv6.所有的实验都是在…

Lab 1 Part 2 The Boot Loader Loading the Kernel 我们现在可以进一步的讨论一下boot loader中的C语言的部分,即boot/main.c.但是在我们分析之前,我们应该先回顾一些关于C语言的基础知识. Exercise 4: 阅读关于C语言的指针部分的知识.最好的参考书自然是"The C Programming Language". 阅读5.1到5.5节.然后下载pointers.c的代码,并且编译运行它,确保你理解在屏幕上打印出来的所…

现在你的操作系统内核已经具备一定的异常处理能力了,在这部分实验中,我们将会进一步完善它,使它能够处理不同类型的中断/异常. Handling Page Fault 缺页中断是一个非常重要的中断,因为我们在后续的实验中,非常依赖于能够处理缺页中断的能力.当缺页中断发生时,系统会把引起中断的线性地址存放到控制寄存器 CR2 中.在trap.c 中,已经提供了一个能够处理这种缺页异常的函数page_fault_handler(). Question 5: 修改一下 trap_dispatch 函数,使…

Introduction 在这个实验中,我们将实现操作系统的一些基本功能,来实现用户环境下的进程的正常运行.你将会加强JOS内核的功能,为它增添一些重要的数据结构,用来记录用户进程环境的一些信息:创建一个单一的用户环境,并且加载一个程序运行它.你也可以让JOS内核能够完成用户环境所作出的任何系统调用,以及处理用户环境产生的各种异常. Part A: User Environments and Exception Handling 新包含的文件inc/env.h里面包含了JOS内核的有关用户环境(…

Part 3 Kernel Address Space JOS把32位线性地址虚拟空间划分成两个部分.其中用户环境(进程运行环境)通常占据低地址的那部分,叫用户地址空间.而操作系统内核总是占据高地址的部分,叫内核地址空间.这两个部分的分界线是定义在memlayout.h文件中的一个宏 ULIM.JOS为内核保留了接近256MB的虚拟地址空间.这就可以理解了,为什么在实验1中要给操作系统设计一个高地址的地址空间.如果不这样做,用户环境的地址空间就不够了. Permission and Fault…

Lab 2: Memory Management lab2中多出来的几个文件: inc/memlayout.h kern/pmap.c kern/pmap.h kern/kclock.h kern/kclock.c memlayout.h描述了虚拟地址空间的结构,我们需要通过修改pmap.c文件来实现这个结构.memlayout.h和pmap.h文件定义了一个PageInfo结构,利用这个结构可以记录有哪些物理页是空闲的.kclock.c和kclock.h文件中操作的是用电池充电的时钟,以及CM…

Lab 1 Part 3: The kernel 现在我们将开始具体讨论一下JOS内核了.就像boot loader一样,内核开始的时候也是一些汇编语句,用于设置一些东西,来保证C语言的程序能够正确的执行. 使用虚拟内存 在运行boot loader时,boot loader中的链接地址(虚拟地址)和加载地址(物理地址)是一样的.但是当进入到内核程序后,这两种地址就不再相同了. 操作系统内核程序在虚拟地址空间通常会被链接到一个非常高的虚拟地址空间处,比如0xf0100000,目的就是能够让处理器…

Part 2: The Boot Loader 对于PC来说,软盘,硬盘都可以被划分为一个个大小为512字节的区域,叫做扇区.一个扇区是一次磁盘操作的最小粒度.每一次读取或者写入操作都必须是一个或多个扇区.如果一个磁盘是可以被用来启动操作系统的,就把这个磁盘的第一个扇区叫做启动扇区.这一部分介绍的boot loader程序就位于这个启动扇区之中.当BIOS找到一个可以启动的软盘或硬盘后,它就会把这512字节的启动扇区加载到内存地址0x7c00~0x7dff这个区域内. 对于6.828,我们将采用…

Lab 1: Booting a PC Part 1: PC Bootstrap 介绍这一部分知识的目的就是让你能够更加熟悉x86汇编语言,以及PC启动的整个过程,而且也会首次学习使用QEMU软件来仿真xv6操作系统,并且配合GDB对操作系统的运行进行调试. 开始学习X86汇编语言 由于x86汇编语言在我们这节实验中扮演了非常重要的角色,所以MIT官方为我们提供了一个关于汇编语言的参考资料"004. pcasm-book"(资料文件名,在resources目录下),里面基本介绍了汇编语…

Lab 1中Exercise 9的解答报告 Exercise 1.9: 判断一下操作系统内核是从哪条指令开始初始化它的堆栈空间的,以及这个堆栈坐落在内存的哪个地方?内核是如何给它的堆栈保留一块内存空间的?堆栈指针又是指向这块被保留的区域的哪一端的呢? 答: 1. 首先需要判断操作系统内核是从哪条指令开始初始化它的堆栈空间的. 前面已经分析过boot.S和main.c文件的运行过程,这个文件中的代码是PC启动后,BIOS运行完成后,首先执行的两部分代码.但是它们并不属于操作系统的内核.当main.…

Lab 1 Exercise 10 为了能够更好的了解在x86上的C程序调用过程的细节,我们首先找到在obj/kern/kern.asm中test_backtrace子程序的地址, 设置断点,并且探讨一下在内核启动后,这个程序被调用时发生了什么.对于这个循环嵌套调用的程序test_backtrace,它一共压入了多少信息到堆栈之中.并且它们都代表什么含义? 答: 先找到这个子程序的地址,打开obj/kern/kern.asm.在这个文件中我们查到调用test_backtrace子程序指令的地址为…

Exercise 1.8       我们丢弃了一小部分代码---即当我们在printf中指定输出"%o"格式的字符串,即八进制格式的代码.尝试去完成这部分程序. 解答: 在这个练习中我们首先要阅读以下三个源文件的代码,弄清楚他们三者之间的关系: 三个文件分别为 \kern\printf.c,\kern\console.c, \lib\printfmt.c 首先大致浏览三个源文件,其中粗略的观察到3点: 1.\kern\printf.c中的cprintf,vcprintf子程序调用了\…

Lab 1 Exercise 4 阅读关于C语言的指针部分的知识.最好的参考书自然是"The C Programming Language". 阅读5.1到5.5节.然后下载pointers.c的代码,并且编译运行它,确保你理解在屏幕上打印出来的所有的值是怎么来的.尤其要重点理解第1行,第6行的指针地址是如何得到的,以及在第2行到第4行的值是如何得到的,还有为什么在第5行打印出来的值看起来像程序崩溃了. 答: 首先编译运行文件pointer.c,得到如下结果: 首先程序声明了3个重要的…

Lab 1 Exercise 5 再一次追踪一下boot loader的一开始的几句指令,找到第一条满足如下条件的指令处: 当我修改了boot loader的链接地址,这个指令就会出现错误. 找到这样的指令后,把boot loader的链接地址修改一下,我们要在boot/Makefrag文件中修改它的链接地址,修改完成后运行  make clean, 然后通过make指令重新编译内核,再找到那条指令看看会发生什么. 最后别忘了改回来. 答: 这道题希望我们能够去修改boot loader的链接地…

Lab 1 Exercise 3 设置一个断点在地址0x7c00处,这是boot sector被加载的位置.然后让程序继续运行直到这个断点.跟踪/boot/boot.S文件的每一条指令,同时使用boot.S文件和系统为你反汇编出来的文件obj/boot/boot.asm.你也可以使用GDB的x/i指令来获取去任意一个机器指令的反汇编指令,把源文件boot.S文件和boot.asm文件以及在GDB反汇编出来的指令进行比较. 追踪到bootmain函数中,而且还要具体追踪到readsect()子函数…

在我们阅读boot loader代码时,遇到了两个非常重要的概念,实模式(real mode)和保护模式(protected mode). 首先我们要知道这两种模式都是CPU的工作模式,实模式是早期CPU运行的工作模式,而保护模式则是现代CPU运行的模式. 但是为什么现代CPU在运行boot loader时仍旧要先进入实模式呢?就是为了实现软件的向后兼容性不得已才这样的. 下面我们分别看下这两种工作模式的基本原理. 实模式(real mode) 实模式出现于早期8088CPU时期.当时由于CPU…

这篇博文是对Lab 1中的Exercise 2的解答~ Lab 1 Exercise 2: 使用GDB的'si'命令,去追踪ROM BIOS几条指令,并且试图去猜测,它是在做什么.但是不需要把每个细节都弄清楚. 答: 在这里我们将尽可能的去分析每一条指令,由于题目中说我们只需要知道BIOS的几条指令在做什么就够了,所以我们也会尽可能的去分析,由于能力有限,这里面有很多问题还没有解决,希望大家谅解.以后有机会会尽可能的把没分析的命令去补全. 首先注意这里是紧接着Lab 1 Part 1.2那篇博文…

MIT 6.828 课程介绍 本文是对MIT 6.828操作系统课程介绍的简单摘录,详细介绍见6.828: Learning by doing以及朱佳顺的推荐一门课:6.828.学习资源均可以在课程主页找到,包括课程讲义.源代码.工具使用.实验作业等.2017年的课程主页中没有教学视频,想看视频的可以在2011年的课程主页中找.(无字幕,再加上我英语听力很差,基本听不懂......) what you will learn virtual memory, kernel and user mode…

MIT-6.828 Lab 6: Network Driver (default final project) tags: mit-6.828 os 概述 本lab是6.828默认的最后一个实验,围绕网络展开.主要就做了一件事情. 从0实现网络驱动. 还提到一些比较重要的概念: 内存映射I/O DMA 用户级线程实现原理 The Network Server 从0开始写协议栈是很困难的,我们将使用lwIP,轻量级的TCP/IP实现,更多lwIP信息可以参考lwIP官网.对于我们来说lwIP就像一…

本实验的网站链接:mit 6.828 lab1 Exercise 3. 题目 Exercise 3. Take a look at the lab tools guide, especially the section on GDB commands. Even if you're familiar with GDB, this includes some esoteric GDB commands that are useful for OS work. Set a breakpoint at…

本实验链接:mit 6.828 lab1 Exercise 7. 题目 Exercise 7. Use QEMU and GDB to trace into the JOS kernel and stop at the movl %eax, %cr0. Examine memory at 0x00100000 and at 0xf0100000. Now, single step over that instruction using the stepi GDB command. Again,…

<MIT 6.828 Lab1: Booting a PC>实验报告 本实验的网站链接见:Lab 1: Booting a PC. 实验内容 熟悉x86汇编语言.QEMU x86仿真器.PC开机引导流程 测试6.828 内核的启动加载器(boot loader) 研究6.828 内核的初始化模板(JOS) 实验题目 注意:部分Exercise的解答过程较长,因此专门新建一个文档来记录解答过程,而在本文中给出其链接. Exercise 1:阅读汇编语言资料 Exercise 1. Familia…

Homework 2的网站链接:MIT 6.828 Homework 2: shell 题目 下载sh.c文件,在文件中添加相应代码,以支持以下关于shell的功能: 实现简单shell命令,比如cat/echo/grep/ls/sort/uniq/wc等 实现I/O重定向 实现管道 Optional challenge exercises: Implement lists of commands, separated by ";" Implement sub shells by im…

本作业的网站链接:MIT 6.828 Homework 1: boot xv6 问题 Exercise: What is on the stack? While stopped at the above breakpoint, look at the registers and the stack contents: (gdb) info reg ... (gdb) x/24x $esp ... (gdb) Write a short (3-5 word) comment next to eac…

本实验的网站链接:MIT 6.828 Lab 1 Exercise 12. 题目 Exercise 12. Modify your stack backtrace function to display, for each eip, the function name, source file name, and line number corresponding to that eip. In debuginfo_eip, where do __STAB_* come from? This q…

本实验的网站链接:MIT 6.828 Lab 1 Exercise 11. 题目 The above exercise should give you the information you need to implement a stack backtrace function, which you should call mon_backtrace(). A prototype for this function is already waiting for you in kern/moni…

本实验的网站链接:MIT 6.828 Lab 1 Exercise 10. 题目 Exercise 10. To become familiar with the C calling conventions on the x86, find the address of the test_backtrace function in obj/kern/kernel.asm, set a breakpoint there, and examine what happens each time it…

本实验的网站链接:MIT 6.828 Lab 1 Exercise 8. 题目 Exercise 8. Read through kern/printf.c, lib/printfmt.c, and kern/console.c, and make sure you understand their relationship.We have omitted a small fragment of code - the code necessary to print octal numbers u…