ucore lab1实验笔记

Posted 2020-11-06 小水滴也能穿石

实验目的：

操作系统是一个软件，也需要通过某种机制加载并运行它。在这里我们将通过另外一个更加简单的软件-bootloader来完成这些工作。为此，我们需要完成一个能够切换到x86的保护模式并显示字符的bootloader，为启动操作系统ucore做准备。lab1提供了一个非常小的bootloader和ucore OS，整个bootloader执行代码小于512个字节，这样才能放到硬盘的主引导扇区中。通过分析和实现这个bootloader和ucore OS，读者可以了解到：

• 计算机原理

  • CPU的编址与寻址: 基于分段机制的内存管理
  • CPU的中断机制
  • 外设：串口/并口/CGA，时钟，硬盘

• Bootloader软件

  • 编译运行bootloader的过程
  • 调试bootloader的方法
  • PC启动bootloader的过程
  • ELF执行文件的格式和加载
  • 外设访问：读硬盘，在CGA上显示字符串

• ucore OS软件

  • 编译运行ucore OS的过程
  • ucore OS的启动过程
  • 调试ucore OS的方法
  • 函数调用关系：在汇编级了解函数调用栈的结构和处理过程
  • 中断管理：与软件相关的中断处理
  • 外设管理：时钟

练习1：理解通过make生成执行文件的过程。

1. 操作系统镜像文件ucore.img是如何一步一步生成的？
2. 一个被系统认为是符合规范的硬盘主引导扇区的特征是什么？

当执行make时，一般只会显示输出，不会显示make到底执行了哪些命令。如想了解make执行了哪些命令，可以执行：

$ make "V="

阅读Makefile：

$ less Makefile

主引导扇区的特征，看这里的代码：

$ less tools/sign.c

练习2：使用qemu执行并调试lab1中的软件。

1. 从CPU加电后执行的第一条指令开始，单步跟踪Bios的执行。
2. 在初始化位置0x7c00设置实地址断点,测试断点正常。
3. 从0x7c00开始跟踪代码运行,将单步跟踪反汇编得到的代码与bootasm.S和 bootblock.asm进行比较。
4. 自己找一个bootloader或内核中的代码位置，设置断点并进行测试。

查看 labcodes_answer/lab1_result/tools/lab1init 文件，用如下命令试试如何调试bootloader第一条指令：

$ cd labcodes_answer/lab1_result/
$ make lab1-mon