探测物理内存分布的大小和方法 bootloader 增加的工作 bootasm.S 中对应了 probe_memory 到 finish_probe 的部分. 通过BIOS 中断 获取内存可调用参数为 e820h 的INT 15h BIOS中断. BIOS 通过 系统内存映射 地址描述符(Address Range Descrptor)格式来表示系统物理内存布局. (Values for System Memory Map address type) 内存类型及对用的参数 01h memory,…

一.lab2物理内存管理介绍 操作系统的一个主要职责是管理硬件资源,并向应用程序提供具有良好抽象的接口来使用这些资源. 而内存作为重要的计算机硬件资源,也必然需要被操作系统统一的管理.最初没有操作系统的情况下,不同的程序通常直接编写物理地址相关的指令.在多道并发程序的运行环境下,这会造成不同程序间由于物理地址的访问冲突,造成数据的相互覆盖,进而出错.崩溃. 现代的操作系统在管理内存时,希望达到两个基本目标:地址保护和地址独立. 地址保护指的是一个程序不能随意的访问另一个程序的空间,而地址独立指的…

ucore Lab2 lab 2 直接执行make qemu-nox会显示 assert 失败: kernel panic at kern/mm/default_pmm.c:277: assertion failed: (p0 = alloc_page()) == p2 - 1 1 连续物理内存管理 1.1 page 概览 对物理内存的管理,为了节省空间,也是为了配合接下来的虚拟内存管理,通常以某个比 byte 大一些的单位进行管理,我们称这一单位内存为一"页(page)",通常是 4…

资源 OS2018Spring课程资料首页 uCore OS在线实验指导书 ucore实验基准源代码 MOOC OS习题集 OS课堂练习 Piazza问答平台 暂时无法注册 疑问 段式内存管理中,逻辑地址由段选择子和段偏移量两部分组成?段选择子占16位,低3位为TI(指示是GDT还是LDT)和RPL,也就是说逻辑地址中含有TI和RPL信息?但好像内存地址只包含位置信息的吧?答: 逻辑地址是由段选择子和段偏移量组成.用逻辑地址的段选择子索引GDT得到段基址,段基址加上逻辑地址的段偏移量得到线性地址…

http://blog.csdn.net/sunyubo458/article/details/6090946 了解linux的内存模型,或许不能让你大幅度提高编程能力,但是作为一个基本知识点应该熟悉.坐火车外出旅行时,即时你对沿途的地方一无所知,仍然可以到达目标地.但是你对整个路途都很比较清楚的话,每到一个站都知道自己在哪里,知道当地的风土人情,对比一下所见所想,旅程可能更有趣一些. 类似的,了解linux的内存模型,你知道每块内存,每个变量,在系统中处于什么样的位置.这同样会让你心情愉快,知…

总的来讲把的LAB1代码逻辑理顺后再往后学就轻松了一大截.LAB2过遍课程视频,再多翻翻实验指导书基本上就没遇到啥大坎儿.对这节学得东西做个总结就是一张图: 练习0:填写已有实验 本实验依赖实验1.请把你做的实验1的代码填入本实验中代码中有"LAB1"的注释相应部分. 提示:可采用diff和patch工具进行半自动的合并(merge),也可用一些图形化的比较/merge 工具来手动合并,比如meld,eclipse中的diff/merge工具,understand中的diff/merg…

资源 ucore在线实验指导书 我的ucore实验代码 练习1:实现 first-fit 连续物理内存分配算法 题目 在实现first fit 内存分配算法的回收函数时,要考虑地址连续的空闲块之间的合并操作.提示: 在建立空闲页块链表时,需要按照空闲页块起始地址来排序,形成一个有序的链表.可能会修改default_pmm.c中的default_init,default_init_memmap,default_alloc_pages,default_free_pages等相关函数.请仔细查看和理解…

CPU在如下时刻会检查特权级 访问数据段 访问页 进入中断服务例程(ISR) RPL位于段寄存器 DS ES FS GS CPL位于CS SS DPL位于段描述符表/门描述符 访问门时: CPL<=DPL(门) & CPL>=DPL(段) //完成了低特权级调用高特权级 访问段时: MAX(CPL, RPL)<=DPL(段) 练习0:填写已有实验 使用meld工具可以查看lab2相对lab1新增的代码,同时将lab1已经填写的代码填充到lab2,如图(只改变格式的已忽略): 可以…

前言 现在内存管理的方法都是非连续内存管理,也就是结合段机制和分页机制 段机制 段地址空间 进程的段地址空间由多个段组成,比如代码段.堆栈段和符号表段等等 段对应一个连续的内存"块" 不同段在物理内存中是分散的二维结构 段访问 首先由CPU读取逻辑地址,逻辑地址由段号和段内偏移组成 通过段寄存器找到相应的段描述符获得段基址 然后由MMU判断长度是否符合,否则就引发内存异常 最后通过段基址和段内偏移找到真实的物理内存 页机制 页机制把真实的物理内存分为大小相同的基本分配单位,叫做页帧,再…

lab1 源码剖析 从实模式到保护模式 初始化ds,es和ss等段寄存器为0 使能A20门,其中seta20.1写数据到0x64端口,表示要写数据给8042芯片的Output Port;seta20.2写数据到0x60端口,把Output Port的第2位置为1,从而使能A20门. 建立gdt,此处只设置了两个段描述符,分别对应代码段和数据段 gdt: SEG_NULLASM # null seg SEG_ASM(STA_X|STA_R, 0x0, 0xffffffff) # code seg…

ucore是清华大学提供的一个学习操作系统的平台.ucore有完整的mooc视频与说明文档. https://objectkuan.gitbooks.io/ucore-docs/content/# 本文将主要记录在完成ucore平台的实验时,个人认为ucore内核及Result中的存在的问题,以及部分挑战练习内容.由于个人水平有限,可能理解有误,欢迎前来讨论. 本文主要内容: Lab2 物理内存管理 练习一 Result代码错误 Lab3 虚拟内存管理 挑战练习 Clock算法实现 Lab8 文…

“进程内存管理器”这个程序实现的最基本功能也就是对内存的读写,之前的两篇文章也就是做的一个铺垫,介绍了内核模式切换和IoDeviceControl函数进行的应用程序与驱动程序通信的问题.接下来就进入正题了,对于内存查询,读写问题. 先来总结一下windows内存体系结构,这部分的学习主要是参照<windows核心编程>第13,14章的内容,以及网上前辈们的一些总结讨论. 先看看虚拟地址空间的分区(即虚拟地址空间布局): (1)空指针赋值分区 ①为帮助程序员捕获对空指针的赋值,当线程试图读取或写…

资源 ucore在线实验指导书 我的ucore实验代码 练习1: 理解内核级信号量的实现和基于内核级信号量的哲学家就餐问题(不需要编码) 题目 完成练习0后,建议大家比较一下(可用meld等文件diff比较软件) 个人完成的lab6和练习0完成后的刚修改的lab7之间的区别,分析了解lab7采用信号量的执行过程.执行 make grade ,大部分测试用例应该通过. 请在实验报告中给出内核级信号量的设计描述,并说明其大致执行流程. 请在实验报告中给出给用户态进程/线程提供信号量机制的设计方案,并…

lab2 中的变动 bootloader 的入口发生了改变 bootloader不像lab1那样,直接调用kern_init函数,而是先调用位于lab2/kern/init/entry.S中的kern_entry函数.kern_entry函数的主要任务是为执行kern_init建立一个良好的C语言运行环境(设置堆栈),而且临时建立了一个段映射关系,为之后建立分页机制的过程做一个准备(细节在3.5小节有进一步阐述).完成这些工作后,才调用kern_init函数. 通过 BIOS 中断获取内存布局有…

一.ucore操作系统介绍 操作系统作为一个基础系统软件,对下控制硬件(cpu.内存.磁盘网卡等外设),屏蔽了底层复杂多样的硬件差异:对上则提供封装良好的应用程序接口,简化应用程序开发者的使用难度.站在应用程序开发人员的角度来看,日常开发中常见的各种关于并发.I/O.程序通信的问题等都和操作系统相关,因此一定程度上了解底层的操作系统工作原理是有必要的. 另一方面,由于操作系统自身功能的复杂性,整体设计一般会有一个好的模块化架构:操作系统作为基础服务,对性能效率的要求也很高,底层会用到许多关于数据…

1. ucore lab3介绍 虚拟内存介绍 在目前的硬件体系结构中,程序要想在计算机中运行,必须先加载至物理主存中.在支持多道程序运行的系统上,我们想要让包括操作系统内核在内的各种程序能并发的执行,而物理主存的总量通常是极为有限的,这限制了并发程序的发展.受制于成本问题,拥有足够大容量主存的个人计算机是普通人承受不起的.因此计算机科学家们另辟蹊径,想到了利用局部性原理来解决既要能并发运行大量程序又要使计算机足够低成本这一矛盾问题. 局部性原理告诉我们,大多数程序通常都在执行循环逻辑,访问数据时…

1. ucore lab4介绍 什么是进程? 现代操作系统为了满足人们对于多道编程的需求,希望在计算机系统上能并发的同时运行多个程序,且彼此间互相不干扰.当一个程序受制于等待I/O完成等事件时,可以让出CPU给其它程序使用,令宝贵的CPU资源得到更充分的利用. 操作系统作为大总管需要协调管理各个程序对CPU资源的使用,为此抽象出了进程(Process)的概念.进程顾名思义就是进行中.执行中的程序. 物理层面上,一个CPU核心同一时间只能运行一个程序,或者说一个CPU核心某一时刻只能归属于一个特定…

1. ucore lab5介绍 ucore在lab4中实现了进程/线程机制,能够创建并进行内核线程的调度.通过上下文的切换令线程分时的获得CPU,使得不同线程能够并发的运行. 在lab5中需要更进一步,实现我们平常开发接触到的.运行在用户态的进程/线程机制.用户线程通常用于承载和运行应用程序,为了保护操作系统内核,避免其被不够鲁棒的应用程序破坏.应用程序都运行在低特权级中,无法直接访问高特权级的内核数据结构,也无法通过程序指令直接的访问各种外设. 但应用程序访问高特权级数据.外设的需求是不可避免…

1. ucore lab6介绍 ucore在lab5中实现了较为完整的进程/线程机制,能够创建和管理位于内核态或用户态的多个线程,让不同的线程通过上下文切换并发的执行,最大化利用CPU硬件资源.ucore在lab5中使用FIFO的形式进行线程调度,不同的线程按照先来先服务的策略,直到之前创建的线程完全执行完毕并退出,后续的线程才能获得执行机会. FIFO的策略固然简单,但实际效果却非常差.在非抢占的FIFO调度策略中,如果之前的线程任务耗时很长,将导致后续的线程迟迟得不到执行机会而陷入饥饿:即使…

1. ucore lab7介绍 ucore在前面的实验中实现了进程/线程机制,并在lab6中实现了抢占式的线程调度机制.基于中断的抢占式线程调度机制使得线程在执行的过程中随时可能被操作系统打断,被阻塞挂起而令其它的线程获得CPU.多个线程并发的执行,大大提升了非cpu密集型应用程序的cpu吞吐量,使得计算机系统中宝贵的cpu硬件资源得到了充分利用. 操作系统提供的内核线程并发机制的优点是明显的,但同时也带来了一些问题,其中首当其冲的便是线程安全问题. 并发带来的线程安全问题 线程安全指的是在拥有…

Appendix B 附录 B Figure B-1 The relationship between logical, linear, and physical addresses. 图B-1:逻辑地址.线性地址以及物理地址的关系图 The boot loader 系统启动器 When an x86 PC boots, it starts executing a program called the BIOS, which is stored in non-volatile memory on…

上章回顾 数组和指针相同与不同 通过指针访问数组和通过数组访问指针 指针在什么时候可以加减运算 函数指针的申明和调用 函数数组和数组函数 git@github.com:Kevin-Dfg/Data-Structures-and-Algorithm-Analysis-in-C.gitgit@github.com:Kevin-Dfg/Data-Structures-and-Algorithm-Analysis-in-C.git 附录二 附录二 C语言标准库 C语言标准库 git@github.com…

MIT6.828 LAB2:http://pdos.csail.mit.edu/6.828/2014/labs/lab2/ LAB2里面主要讲的是系统的分页过程,还有就是简单的虚拟地址到物理地址的过程.关于系统分页,在MIT6.828 虚拟地址转化为物理地址——二级分页:http://blog.csdn.net/fang92/article/details/47320747中有讲. 下面主要是lab2的几个exercise的解题过程. 1.第一个boot_alloc()函数: static vo…

MIT JOS lab2 首先把内存分布理清楚,由/boot/main.c可知这里把kernel的img的ELF header读入到物理地址0x10000处 这里能够回想JOS lab1的一个小问.当时是问的bootloader怎么就能准确的吧kernle 镜像读入到相应的地址呢? 这里就是main.c在作用. 这里往ELFHDR即0x10000处读入了8个SECTSIZE(这里读入的是一个PAGESIZE 4KB), 从凝视//is this a valid ELF? 開始,bootmain以…

最近一直在mooc上学习清华大学的操作系统课程,也算是复习下基本概念和原理,为接下来的找工作做准备. 每次深入底层源码都让我深感操作系统实现的琐碎,即使像ucore这样简单的kernel也让我烦躁不已,文件系统相比于中断子系统.调度子系统.进程管理子系统等等,要复杂很多,因此被称为文件系统而不是文件子系统.参看网络上的资料有时会增加我的困惑,很多人只是简单转载,很多细节描述的很模糊,实验环境也各不相同,最终很难深入理解文件系统的本质,参考源码我觉得有点像从三维世界进入到二维世界,一切变得清晰但是…

注意:这种机制只适用于RFC 3489[21]中定义的经典STUN,RFC 5389引入后,这个机制已经过时.这个机制不是设计用于RFC 5389中定义的STUN.IPv6部署要么不使用NAT,要么以不同的方式使用它. G.1介绍 CWMP可以用来对通过网关连接的局域网下的CPE设备进行远程管理.当设备部在NAT网关之后,并被分配了私网IP后,CWMP依然可以对其进行管理,但有了限制,通过Connection Request触发CWMP会话的机制不可用. 本附录定义了一种方式,允许ACS初始化位…

资源 ucore在线实验指导书 我的ucore实验代码 练习1: 使用 Round Robin 调度算法(不需要编码) 题目 完成练习0后,建议大家比较一下(可用kdiff3等文件比较软件) 个人完成的lab5和练习0完成后的刚修改的lab6之间的区别,分析了解lab6采用RR调度算法后的执行过程.执行make grade,大部分测试用例应该通过.但执行priority.c应该过不去. 请在实验报告中完成: 请理解并分析sched_class中各个函数指针的用法,并结合Round Robin 调…

资源 ucore在线实验指导书 我的ucore实验代码 练习1: 加载应用程序并执行(需要编码) 题目 do_execv函数调用load_icode(位于kern/process/proc.c中) 来加载并解析一个处于内存中的ELF执行文件格式的应用程序,建立相应的用户内存空间来放置应用程序的代码段.数据段等,且要设置好proc_struct结构中的成员变量trapframe中的内容,确保在执行此进程后,能够从应用程序设定的起始执行地址开始执行.需设置正确的trapframe内容. 请在实验报告…

资源 ucore在线实验指导书 我的ucore实验代码 练习1:分配并初始化一个进程控制块 题目 alloc_proc函数(位于kern/process/proc.c中) 负责分配并返回一个新的struct proc_struct结构,用于存储新建立的内核线程的管理信息.ucore需要对这个结构进行最基本的初始化,你需要完成这个初始化过程. [提示] 在alloc_proc函数的实现中,需要初始化的proc_struct结构中的成员变量至少包括:state/pid/runs/kstack/nee…

资源 ucore在线实验指导书 我的ucore实验代码 练习1:理解通过make生成执行文件的过程 详见<ucore lab1 exercise1>实验报告 练习2:使用qemu执行并调试lab1中的软件 详见<ucore lab1 exercise2>实验报告 练习3:分析bootloader进入保护模式的过程 详见<ucore lab1 exercise3>实验报告 练习4:分析bootloader加载ELF格式的OS的过程 详见<ucore lab1 exe…