作業系統
實驗報告
哈爾濱工程大學
電腦科學與技術學院
一、實驗概述
1. 實驗名稱
作業系統的啟動
2. 實驗目的
a.跟蹤除錯eos在pc機上從加電復位到成功啟動的全過程，了解作業系統的啟動過程。
b.檢視eos啟動後的狀態和行為，理解作業系統啟動後的工作方式。
3. 實驗型別
驗證型實驗
4. 實驗內容
4.1.準備實驗
4.1.1. 啟動os lab。
4.1.2. 新建乙個eos kernel專案。
4.1.3.
在「專案管理器」視窗中開啟boot資料夾中的和兩個彙編檔案。是軟盤引導扇區程式的原始檔，是loader程式的原始檔。簡單閱讀一下這兩個檔案中的nasm彙編**和注釋。
4.1.4. 按f7生成專案。
4.1.5.
生成完成後，使用windows資源管理器開啟專案資料夾中的debug資料夾。找到由生成的軟盤引導扇區程式檔案，該檔案的大小一定為節（與軟盤引導扇區的大小一致）。找到由生成的loader程式檔案，記錄下此檔案的大小節，在下面的實驗中會用到。
找到由其它原始檔生成的作業系統核心檔案
4.2. 除錯eos作業系統的啟動過程
4.2.1. 使用bochs做為遠端目標機
按照下面的步驟將除錯時使用的遠端目標機修改為bochs：
1. 在「專案管理器」視窗中，右鍵點選專案節點，在彈出的快捷選單中選擇「屬性」。
2. 在彈出的「屬性頁」對話方塊右側的屬性列表中找到「遠端目標機」屬性，將此屬性值修改為「bochs debug」（此時按f1可以獲得關於此屬性的幫助）。
3. 點選「確定」按鈕關閉「屬性頁」對話方塊。接下來就可以使用bochs模擬器除錯bios程式和軟盤引導扇區程式了。
4.2.2 除錯bios程式
按f5啟動除錯，此時會彈出兩個bochs視窗。標題為「bochs for windows - display」的視窗相當於計算機的顯示器，顯示作業系統的輸出。標題為「bochs for windows - console」的視窗是bochs的控制台，用來輸入除錯命令，輸出各種除錯資訊。
4.2.3除錯軟盤引導扇區程式
bios在執行完自檢和初始化工作後，會將軟盤引導扇區載入到實體地址0x7c00-0x7dff位置，並從0x7c00處的指令開始執行引導程式
4.2.4除錯引導程式
loader程式的主要任務是將作業系統核心（檔案）載入到記憶體中，然後讓cpu進入保護模式並且啟用分頁機制，最後進入作業系統核心開始執行（跳轉到的入口點執行）。
4.2.5除錯核心
4.2.6 eos啟動後的狀態和行
a.檢視eos的版本號：
b.檢視eos啟動後的程序和執行緒的資訊：
c.檢視有應用程式執行時程序和執行緒的資訊：
二、實驗環境
整合實驗環境os lab
三、實驗過程
1.需要解決的問題及解答
問題一：除錯軟盤引導扇區程式
(1)、自己設計兩個檢視記憶體的除錯命令，分別驗證這兩個使用者可用區域的高位址端也是空白的。
軟盤引導扇區被載入後的記憶體
由圖可知：使用者一的末端位址是0x0000：0x7c00因為呼叫命令是512個位元組，想要讀取使用者可用的區域的高階位置，則向前推進512個位元組，換算成16進製制數是0x0200，則查詢的命令應該是:
xp/512b 0x7a00.同理，使用者可用區域二的高階位置查詢命令應該是：xp/512b 0x9fe00
如下圖所示：
結果說明：使用者區域高位址端是空白的，驗證得結論正確。
(2)、自己設計乙個檢視記憶體的除錯命令，驗證上位記憶體的高位址端已經被系統占用。
由**的，記憶體的高位址端位於0x100000之前，則減去節是0xffe00，則命令是：xp/512b 0xffe00，結果如下圖所示：
驗證得與結論一致。
（3）、根據之前記錄的檔案的大小，自己設計乙個檢視記憶體的除錯命令，檢視記憶體中loader程式結束位置的位元組碼，並與檔案中最後指令的位元組碼比較，驗證loader程式被完全載入到了正確的位置。
根據之前記錄的檔案大小為節，換算成16進製制大小表示為0x061e而由之前檢視的結果可知檔案的起始位置是0x1000，則可計算得末端位置是0x161e，由於需要查詢最後8位元組的內容以進行比較，可得查詢位置應是:0x1616，則命令列輸入為：xp/8b 0x1616驗證結果如下圖所示：
通過比較得93ffffff c9c20400是檔案最後的**，驗證結果正確。
問題二：eos啟動後的狀態和行為，檢視有應用程式執行時程序和執行緒的資訊
仔細比較下列兩幅**，嘗試說明哪個是應用程式的程序，它和系統程序有什麼區別，哪個是應用程式的主線程，它和系統執行緒有什麼區別。
第一幅圖（未載入
第二幅圖(已載入
通過比較可知：
1.應用程式的程序是id為52的程序，他與系統程序的區別是：他的優先順序為8，含有1個程序。
2.應用程式的主線程是id為54的程序，他與系統執行緒的區別是：他只有乙個程序，不包含主線程和控制台排遣執行緒，也沒有控制台執行緒他的優先順序也是8.
4、實驗體會
通過本次實驗，知道了如何跟蹤除錯eos在pc機上從加電復位到成功啟動的全過程，也了解作業系統的啟動過程，以及如何檢視eos啟動後的狀態和行為，也加深理解作業系統啟動後的工作方式。
作業系統的啟動
實驗報告 哈爾濱工程大學 電腦科學與技術學院 一 實驗概述 1.實驗名稱 2.實驗目的 1 跟蹤除錯 eos 在 pc 機上從加電復位到成功啟動的全過程，了解作業系統的啟動過程。2 檢視eos啟動後的狀態和行為，理解作業系統啟動後的工作方式。3.實驗型別 驗證4.實驗內容 1 準備實驗 啟動os l...
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