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bochs配置文件
megs:32 #romimage: file=$BXSHARE/BIOS-bochs-latest #vgaromimage: file=$BXSHARE/VGABIOS-lgpl-latest romimage: file=/usr/share/bochs/BIOS-bochs-latest vgaromimage: file=/usr/share/vgabios/vgabios.bin floppya: 1_44=a.img, status=inserted boot: a #新增硬盘驱动 ata0: enabled=1, ioaddr1=0x1f0, ioaddr2=0x3f0,irq=14 ata0-master: type=disk, path="80m.img", mode=flat, cylinders=162, heads=16,spt=63 log: bochsout.txt mouse: enabled=0 keyboard_mapping: enable=1,map=/usr/share/bochs/keymaps/x11-pc-us.map软盘引导+磁盘上的文件系统,bximage创建1.44MB软盘和80Mb硬盘,
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make image制作软盘, (根据自己路径修改一下makefile中的dd写入)
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bochs 在 当前目录(.bochsrc配置文件目录)运行
我的编译(链)环境:
X86_64 Linux 4.15.0
GNU Make 4.2.1
Nasm 2.13.03
gcc Debian 7.3.0
GNU Ld 2.30-
hello.asm在x64上链接参数修改(因为目标32bit):
nasm默认编译出来的是32位的,
-m elf_i386指定链接32bit的目标文件ld -m elf_i386 -s hello.o -o hello -
x64环境下gcc添加-m32指定编译出32位
gcc -m32 -
编译start.c
-fno-builtin
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chapter5/h/中扩充内核完成8259A设置和IDT以及disp_等函数时:警告错误:kernel/protect.c:122:2: warning: implicit declaration of function ‘disp_int’; did you mean ‘disp_str’? [-Wimplicit-function-declaration] disp_int(eflags); ^~~~~~~~在/include/proto.h添加一下
void disp_int(int)声明(应该其中一个头文件中添加都可)注意除了disp_str外的disp_color_str()也要保护ebx,否则虽然不是出现乱码,但是eflags和cs,eip这里显示别的中断错误
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在loader.asm中统计内存代码感觉有点问题(求内存最大上限)
应该统计类型1的内存长度
在我机器上内存最大上限是
1FF0000h
- 在内核完善中断时,因为门描述符填充处理例程的物理地址(平坦模式),在kernel/kernel.asm中写基本中断能够确定中断函数所在位置(kernel开头处),填IDT中例程偏移地址和disp交给c来做
由kernel进程提前填好进程表信息以及TSS和进程的LDT,通过iret实现r0->r1的转移,并且在打开栈中eflags的IF标志,r0->r1也开启了中断(kernel中设置8259A打开了时钟中断)
中断重入: 如果在中断过程中发送EOI后,中断过程执行时间长,导致中断重入问题:(目前采取 全局变量暴力维护只允许一个中断存在,另一个进入后判断存在个数后退出)
位于中断例程时,根据TSS的esp0此时位于进程表栈,如果通过中断来调度进程那么首先要切换到内核栈中
多进程下中断退出前设置好TSS的esp0,给下次r1->r0使用
1. 通过`task_table`填写进程表信息(自动化添加进程,并且选择子权限),根据NR_TASKS提前在int_prot中初始化LDT描述符
2. 目前的进程切换很简单:中断一次切换到下一个进程:
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添加进程暂时通过修改
- 在global.c中task_table添加一项
- proc.h修改nr_tasks,定义堆栈大小,修改stack_size_total
- proto.h添加函数声明
修改中断,定义成宏,让所有中断解决重入和栈切换的问题,把设置中路处理例程封装起来,引入irq_table
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通过软中断0x90进入内核调用入口sys_call,
根据user调用的API(通过eax选择不同的内核函数)将内核函数通过sys_call_table提供),
作为开发者,我们既要写给user用的函数,也要写在此函数在内核的实现
- 设置中断每10ms发生一次,
- 编写10ms精度的延迟函数milli_delay(int milli_sec)
1. 基于优先级调度,当优先级相同时,轮流调度,(目前控制进程一个中断执行一次)
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添加IRQ1键盘中断处理,
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因为每次只能读取1个byte,开一个缓冲区把扫描码存入,新增一个tty(修改proc.c等)任务来处理键盘输出和屏幕输出
扫描解析码:
tty.c完成
将字符交给in_process.c来处理,
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对于可打印字符实现光标重定位,
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非可打印字符检测是否是某种操作,实现:shift+up 向上滚屏,shift+down向下滚屏
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3个tty被一个tty_task轮询,根据全局nr_current_console,确定是否从键盘缓冲区中读取
3个console,并且通过Alt + F1 2 3来切换,Alt+F(4-12)暂时无反应,(如果和当前os的快捷键冲突bochs会死机)
禁止用户进程IO权限
为进程指定tty
实现简单printf()
新增系统调用(传参)
过程:
+-------------------------------------------+-------------------+ | | const.h | | NR_SYS_CALL加1 | | +---------------------------------------------------------------+ | sys_call_table[]增加一个成员 | global.c | | | | +---------------------------------------------------------------+ | sys_系统调用 函数体 | 根据函数作用放在对应文件 | | | | +---------------------------------------------------------------+ | sys_系统调用 声明 | proto.h | | | | +---------------------------------------------------------------+ | 系统调用 函数声明 | proto.h | | | | +---------------------------------------------------------------+ | _NR_系统调用 定义 导出(系统调用)符号 | syscall.asm | | | | +---------------------------------------------------------------+ | 必要时,(例如修改sys_call参数传递,) | kernel.asm |
+-------------------------------------------+-------------------+
- 新增系统调用sendrec
bximage制作80MB硬盘,并且修改bochs配置文件,添加硬盘
NrDrives:1.
Task FS begins.
HD SN: BXHD00011
HD Model: Generic 1234
LBA supported: Yes
LBA48 supported: Yes
HD size: 83MB到目前的思路:
|----------引导扇区中加载loader
|----------控制权给loader,加载kernel
|----------控制权跳到kernel,将loader中的GDT移动到kernel中
|----------init_prot()
|----------初始化8259A
|----------初始化IDT
|----------初始化唯一TSS以及其描述符, 和(开始时第一个进程)多进程的LDT描述符
|----------kernel_main()
|----------根据task_table[]初始化进程表,(regs,寄存器选择子以及权限等)
|----------开启时钟中断,指定时钟中断处理程序
|----------restart():正式从kernel进入到第一个进程(本质上时r0 -> r1的转换)
|----------多进程开始运转(目前3个,并且通过时钟中断进行调度,(简单的顺序调度),并且中断重入已解决)
- 整个进程在内存中的stack,text,data等全部都在proc.h的进程struct中的LDT[INDEX_LDT_RW(选择子)]定义了, 涉及的数据结构
GDT中LDT desc for proc i -> proc_table[i]中的Ldts[]数组开始 -> 指向进程在内存中全部分段 | proc_table[i]中的ldt_sel选择子 | | | | |---指回到gdt中对应进程的LDT描述符--|
- 又重新修改了boot.asm和loader.asm() 修改kernel_main初始化函数,需要添加2个klib函数,(从Loader中保存内存分配信息)
- 添加Init进程(作为所有进程的父进程 (并且init进程的内存(LDTs中描述符指向内存大小)限制在内核范围中
- 完善上面涉及的数据结构 (GDT中描述符对应每个进程的LDTs表内容,以及proc中ldts
fork作为给用户使用的,在stdio.h中声明
- fork的子进程复制父进程proc_table[]内容,除了内存需要重新申请(GDT中的LDT选择子重新指向ldts
- 发消息通知fs task处理fork后的fd复制(增加inode节点引用)
策略:在指定内存base地址上按照顺序(PID)和固定大小分配内存
- 实现exit(),和 wait(),进程状态分析看源码注释,cleanup():彻底清除proc,INIT进程回收僵尸进程while()->wait(),记得在mm/main.c添加内核EXIT,WAIT消息处理
从硬盘上读取另一个可执行文件,替换掉fork出来的子进程,
- 写一个程序用来测试exec()
目前支持的API:
* 系统调用
-lib/syscall.asm : sendrec,printx
* 字符串操作
-lib/string.asm : memcpy,memset,strcpy,strlen
* FS接口
-lib/open.c
-lib/read.c
-lib/write.c
-lib/close.c
-lib/unlink.c
* MM接口
-lib/fork.c
-lib/exit.c
-lib/wait.c
* SYS接口
-lib/getpid.c
* 其他
-lib/misc.c
-lib/printf.c
将上述函数打包成静态库orangescrt.a,
make 生成.o -> ar rcs lib/orangescrt.a lib/syscall.o lib/printf.o lib/vsprintf.o lib/string.o lib/misc.o lib/open.o lib/read.o lib/write.o lib/close.o lib/unlink.o lib/getpid.o lib/fork.o lib/exit.o lib/wait.o
编译echo.c:(注意32bit,制定了代码入口是0x1000)
gcc -I ../include/ -c -fno-builtin -Wall -m32 -o echo.o echo.c
Ld(ld -m elf_i386 -Ttext 0x1000 -o echo echo.o ../lib/orangescrt.a )发生问题:
ld: 警告: 无法找到项目符号 _start; 缺省为 0000000000001000
../lib/orangescrt.a(write.o)：在函数‘write’中：
write.c:(.text+0x38)：对‘send_recv’未定义的引用解决send_recv未定义的引用:将 kernel/proc.c 中的函数移动到 lib/misc.c 中
顺便整理文件将:
lib/klib.c 移动-> kernel/klib.c
lib/kliba.asm -> kernel/kliba.asm
注意修改Makefile
解决_start符号,(解决的是C的CRT库问题,对于crt来说,main只不过是一个Undefined符号):添加command/start.asm (1.调用main 2.main参数, 3.crt调用exit()结束一个c程序 )
成功编译echo.c应用:
gcc -I ../include/ -m32 -c -fno-builtin -Wall -o echo.o echo.c
nasm -I ../include/ -f elf -o start.o start.asm
ld -m elf_i386 -Ttext 0x1000 -o echo echo.o start.o ../lib/orangescrt.a -
修改fd/main mkfs(),将image中的cmd.tar存入FS中
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暂时用test.txt代替pwd.
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将inst.tar写入磁盘镜像 打包成inst.tar: tar -cvf inst.tar kernel.bin echo pwd
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load.inc中ROOT_BASE定义(根设备开始扇区号):
egrep -e '^ROOT_BASE' boot/include/load.inc | sed -e 's/.*0x//g'
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从config.h找到INSTALL_START_SECT定义:
egrep -e '#define[[:space:]]*INSTALL_START_SECT' ./include/sys/config.h | sed -e 's/.*0x//g'-
cmd.tar字节偏移:
echo "obase=10;ibase=16;(4EFF+8000)*200" | bc -
查看inst.tar大小
ls -l inst.tar | awk -F " " '{print $5}'
dd写入:
dd if=inst.tar of=80m.img seek=27131392 bs=1 count=81920 conv=notrunc我的80m.img是借用源码目录里面的(并没有自己区手动分区,因为fdisk好像会默认从1024个扇区开始,因为efi分区的原因)
注意inst.tar不要包含路径进去,并且dd的count是自己添加进去的文件的字节大小和
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成功看到解压后的结果
添加应用接口lib/exec.c
mm/main.c处理EXEC消息,调用mm/exec.c(do_exec()函数) execl参数赋值有点问题?
2020/9/21结束