操作系统实验报告.doc-资料库

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武汉大学计算机学院本科生实验报告操作系统设计与实现专业名称：计算机科学与技术课程名称：操作系统设计指导教师：学生学号：学生姓名：二○二○年七月

郑重声明本人呈交的实验报告，是在指导老师的指导下，独立进行实验工作所取得的成果，所有数据、图片资料真实可靠。尽我所知，除文中已经注明引用的内容外，本实验报告不包含他人享有著作权的内容。对本实验报告做出贡献的其他个人和集体，均已在文中以明确的方式标明。本实验报告的知识产权归属于培养单位。本人签名：日期：

摘要操作系统实验的实验目的是实现一个简单的操作系统。实验设计主要遵循操作系统的实现、编译原理。实验内容主要包括：《ORANGE’S：一个操作系统的实现》前 7 章实验结论为成功实现操作系统前 7 章代码关键词：操作系统；汇编语言；bochs

目录 1 马上动手写一个最小的“操作系统” ..................... 6 1.1实验内容及上机实验所用平台 ................................. 6 1．1．1 □实验内容 .......................................... 6 1．1．2 实验所用平台 ...................................... 6 1.2□数据结构及代码段分析 ....................................... 7 1.3调试过程 ................................................... 8 1.4实验结果 ................................................... 9 2搭建你的工作环境 ............................................ 10 2.1实验内容及上机实验所用平台 ................................ 10 2．1．1 □实验内容 ......................................... 10 2．1．2 实验所用平台 ..................................... 10 2.2□数据结构及代码段分析 ...................................... 11 2.3调试过程 .................................................. 11 2.4实验结果 .................................................. 13 3保护模式 ......................................................13 3.1实验内容及上机实验所用平台 ................................ 13 3．1．1 □实验内容 ......................................... 13 3．1．2 实验所用平台 ..................................... 13 3.2□数据结构及代码段分析 ...................................... 17 3.3调试过程 .................................................. 14 3.4实验结果 .................................................. 15 4让操作系统走进保护模式 ..................................... 17 4.1实验内容及上机实验所用平台 ................................ 24 4．1．1 □实验内容 ......................................... 24 4．1．2 实验所用平台 ..................................... 24 4.2□数据结构及代码段分析 ...................................... 25 4.3调试过程 .................................................. 32 4.4实验结果 .................................................. 33 5内核雏形 ......................................................35 5.1实验内容及上机实验所用平台 ................................ 35 5．1．1 □实验内容 ......................................... 35 5．1．2 实验所用平台 ..................................... 35 5.2□数据结构及代码段分析 ...................................... 36 5.3调试过程 .................................................. 42 5.4实验结果 .................................................. 43

6进程 .......................................................... 44 6.1实验内容及上机实验所用平台 ................................ 44 6．1．1 □实验内容 ......................................... 44 6．1．2 实验所用平台 ..................................... 44 6.2□数据结构及代码段分析 ...................................... 45 6.3调试过程 .................................................. 47 6.4实验结果 .................................................. 48 7输入/输出系统 ................................................ 50 7.1实验内容及上机实验所用平台 ................................ 50 7．1．1 □实验内容 ......................................... 50 7．1．2 实验所用平台 ..................................... 50 7.2□数据结构及代码段分析 ...................................... 51 7.3调试过程 .................................................. 52 7.4实验结果 .................................................. 52 8总结 .......................................................... 54 8.1实验中遇到的问题及解决方法 ................................ 54 8.2实验体会和收获 ............................................ 54 参考文献 ......................................................... 55 教师评语评分 .................................................... 56

1 马上动手写一个最小的“操作系统” 1.1实验内容及上机实验所用平台 1．1．1 □实验内容动手写一个最小的操作系统，得到一个易于执行和调试的引导扇区，可以直接在裸机上运行。 1．1．2 实验所用平台（1）VirtualBox VirtualBox 是一款简单易用还免费的开源虚拟机，VirtualBox 软件体积小巧，使用时不会占用太多内存，操作简单，用户可以轻松创建虚拟机。不仅如此 VirtualBox 功能也很实用，支持虚拟机克隆，支持 Direct3D 等，为用户带来快速便捷的使用体验。（2）Ubuntu Ubuntu 是一个以桌面应用为主的 Linux 操作系统。.Ubuntu 基于 Debian 发行版和 GNOME 桌面环境，而从 11.04 版起，Ubuntu 发行版放弃了 Gnome 桌面环境，改为 Unity，与 Debian 的不同在于它每 6 个月会发布一个新版本。Ubuntu 的目标在于为一般用户提供一个最新的、同时又相当稳定的主要由自由软件构建而成的操作系统。Ubuntu 具有庞大的社区力量，用户可以方便地从社区获得帮助。2013 年 1 月 3 日，Ubuntu 正式发布面向智能手机的移动操作系统。（3）Bochs Bochs 是一个 x86 硬件平台的开源模拟器。它可以模拟各种硬件的配置。 Bochs 模拟的是整个 PC 平台，包括 I/O 设备、内存和 BIOS。更为有趣的是，甚至可以不使用 PC 硬件来运行 Bochs。事实上，它可以在任何编译运行 Bochs 的平台上模拟 x86 硬件。通过改变配置，可以指定使用的 CPU(386、486 或者 586)，以及内存大小等。一句话，Bochs 是电脑里的"PC"。根据需要，Bochs 还可以模拟多台 PC，此外，它甚至还有自己的电源按钮。

1.2□数据结构及代码段分析 a): 文件：boot.asm (1)主要数据结构：常量 BootMessage BootMessage: db "Hello, OS world!" (2)代码段分析：主要代码结构：代码主体框架 DispStr 函数代码主体框架：告诉编译器程序加载到 07c00 处使 ds 和 es 两个段寄存器指向与 cs 相同的段调用 DispStr 子程序显示字符串无限循环 DispStr 子程序：设置 ES:BP = 串地址设置 CX = 串长度设置 AH = 13, AL = 01h 设置页号为 0(BH = 0) 黑底红字(BL = 0Ch,高亮) 10h 号中断 b): 文件：boot.asm (1)主要数据结构：常量 BootMessage BootMessage: db "Hello, OS world!" (2)代码段分析：

主要代码结构：代码主体框架 DispStr 函数代码主体框架：预编译宏使 ds 和 es 两个段寄存器指向与 cs 相同的段调用 DispStr 子程序显示字符串无限循环 DispStr 子程序：设置 ES:BP = 串地址设置 CX = 串长度设置 AH = 13, AL = 01h 设置页号为 0(BH = 0) 黑底红字(BL = 0Ch,高亮) 10h 号中断 1.3调试过程 (1)修改 bochsrc romimage: file=/usr/share/bochs/BIOS-bochs-latest vgaromimage: /usr/share/vgabios/vgabios.bin 改为： romimage: file=/usr/local/share/bochs/BIOS-bochs-latest vgaromimage:file=/usr/local/share/bochs/VGABIOS-lgpl-latest keyboard_mapping:enabled=1,map=/usr/share/bochs/keymaps/x11-pc-us. map 改为： keyboard:keymap=/usr/local/share/bochs/keymaps/x11-pc-us.map (2）打开终端，进入当前文件夹，在终端输入：

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