操作系统实验第二讲操作系统的启动Word格式.docx

操作系统实验第二讲操作系统的启动Word格式.docx

《操作系统实验第二讲操作系统的启动Word格式.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《操作系统实验第二讲操作系统的启动Word格式.docx（14页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

姓名

吴雪含

专业

计算机科学与技术

学生所在学院

计算机科学与技术学院

指导教师

王红滨、曹雪

实验室名称地点

21b276

哈尔滨工程大学

第二讲操作系统的启动

一、实验概述

1.实验名称

操作系统的启动

2.实验目的

1）、跟踪调试eos在pc机上从加电复位到成功启动的全过程，了解操作系统的启动过程。

2）、查看eos启动后的状态和行为，理解操作系统启动后的工作方式。

3.实验类型（验证、设计）

验证

4.实验内容

1）、启动OSLab。

2）、新建一个EOSKernel项目。

3）、在“项目管理器”窗口中打开boot文件夹中的boot.asm和loader.asm两个汇编文件。

boot.asm是软盘引导扇区程序的源文件，loader.asm是loader程序的源文件。

简单阅读一下这两个文件中的NASM汇编代码和注释。

4）、按F7生成项目。

5）、生成完成后，使用Windows资源管理器打开项目文件夹中的Debug文件夹。

找到由boot.asm生成的软盘引导扇区程序boot.bin文件，该文件的大小一定为512字节（与软盘引导扇区的大小一致）。

找到由loader.asm生成的loader程序loader.bin文件，记录下此文件的大小1566字节，在下面的实验中会用到。

找到由其它源文件生成的操作系统内核文件kernel.dll。

二、实验环境

进行实验使用的操作系统、编译器、语言及工具等。

操作系统：

WindowsXP

编译器：

TevalatonOSLab

语言：

C++

三、实验过程（每次实验不一定下面6条都写，根据实际情况定）

*需要解决的问题以及解答

（1）、自己设计两个查看内存的调试命令，分别验证这两个用户可用区域的高地址端也是空白的。

答：

命令为：

xp/512b0x7a00和cp/512v0x9fe00。

因为第一个用户区的高位地址截止到0x7c00，第二个用户区高位地址截止到0xA0000,命令表示显示从0x7a00和0x9fe00以后512b空间的所有字节码，即两个用户区的高位地址端，可以看到所有字节全为0，说明高地址端是空白的。

如图一、图二所示。

（2）、自己设计一个查看内存的调试命令，验证上位内存的高地址端已经被系统占用。

xp/512b0xffe00。

因为上位内存的高位地址截止到0x100000，命令表示显示从0xffe00以后的512b空间的所有字节码，即两个用户区的高位地址端。

可以看到所有字节都有值，说明高地址端被占用。

如图三所示。

（3）、根据之前记录的loader.bin文件的大小，自己设计一个查看内存的调试命令，查看内存中loader程序结束位置的字节码，并与loader.lst文件中最后指令的字节码比较，验证loader程序被完全加载到了正确的位置。

命令为xp/8b0x1616.程序的初始位置为0x1000，加上1566的十六进制61E-8b,答案即为1616.如图四、图五、图六、图七所示。

（4）、仔细比较实验指导10-5图和10-6图，尝试说明哪个是应用程序的进程，它和系统进程有什么区别，那个是应用程序的主线程，它和系统线程有什么区别？

答：

进程列表中ID为31的进程是应用程序的进程，其优先级为8，包含1个线程，主线程ID为33，映像名称为a:

\hello.exe。

而ID为1的是系统进程，其优先级为24，包含有10个线程，其中的ID为2的线程是该进程的主线程，系统进程没有映像名称。

主要区别为：

应用程序的进程优先级较低。

线程列表中ID为33的线程是应用程序的线程，其优先级为8，处在阻塞状态，而ID为20~28的是系统进程，其优先级为24，其中ID为22的处于运行状态

图一

图二

图三

（5）、为什么EOS操作系统从软盘启动时要使用boot.bin和loader.bin两个程序？

使用一个可以吗？

它们各自的主要功能是什么？

如果将loader.bin的功能移动到boot.bin文件中，则boot.bin文件的大小是否仍然能保持小于512字节？

在生成项目的时候，boot文件夹中的两个汇编文件boot.asm和loader.asm分别生成了两个二进制文件boot.bin和loader.bin。

这两个文件缺一不可，他们会被写入软盘镜像文件。

在EOS操作系统启动的时候，boot.bin用于引导软盘，而loader.bin用于加载程序。

如果把loader.bin的功能移动到boot.bin程序中，肯定会增加boot.bin的规模文件大小将会大于512字节。

（6）、软盘引导扇区加载完毕后内存中有两个用户可用的区域，为什么软盘引导扇区程序选择将loader.bin加载到第一个可用区域的0x1000处呢？

这样做有什么好处？

这样做会对loader.bin文件的大小有哪些限制？

第一个用户可用区取余位于低地址端，便于检索查找，并且容量相对较小，适合容纳相对较小的文件，所以将loader.bin加载到第一个可用区域，节省资源。

由于第一用户区域的大小限制，loader.bin的大小不能超过29.5KB。

图四

图五

如左图图六所示Loader.bin文件大小为1566B。

图七

*程序运行时的初值以及运行结果：

Bochs在CPU要执行的第一条指令处中断。

Display窗口没有显示内容。

如下图所示：

sreg命令查看当前CPU各个段寄存器的值：

r命令查看当前CPU中各个通用寄存器的值

输入调试命令xp/1024b0x0000

输入调试命令xp/512b0x7c00

输入调试命令vb0x0000:

0x7c00添加断点

输入c继续执行

输入sreg验证CS寄存器的地址

输入调试命令r验证IP寄存器的值

输入调试命令xp/512b0x7c00显示软盘引导扇区程序的所有字节码

输入调试命令xp/512b0x0600

输入调试命令xp/512b0x7e00

输入调试命令xp/512b0xa0000验证上位内存已被系统占用

输入调试命令vb0x0000：

0x7d81添加一个断点

输入调试命令c继续执行，在断点处中断

输入调试命令xp8b0x10000查看内存0x1000处的数据

3.2.4调试加载程序

查看eos版本号：

迅速按Ctrl+F2切换到控制台2，并输入命令“pt”后按回车。

输出的进程和线程信息如图10-6所示

四、实验体会

本次实验主要采用了在EOS操作系统启动过程中设置断点，查看内存空间的占用情况来观察文件的加载情况。

通过本次实验了解了了解操作系统的启动过程。

通过查看eos启动后的状态和行为，理解操作系统启动后的工作方式。

通过一步步的操作，加深了在操作系统上对程序创建、调试程序的掌握，但对OS的相关知识还不是很了解。