OS实验-44-第2次实验1

实验题目为"Ucore 实验 Lab1"，旨在让学生熟悉操作系统开发的基础知识，主要包括以下几个方面： 1. **使用 make 编译文件**：实验要求学生掌握如何使用`make`工具来编译文件，理解`Makefile`的构成。`Makefile`是构建项目的自动化脚本，它指示`make`命令如何编译源代码。`make`默认不显示详细过程，但通过添加`V=`可以使编译过程可视化。在编译ucore时，`gcc`首先将`.c`文件转化为`.o`汇编文件，然后通过`ld`链接器生成可执行文件。`sign.c`的作用是创建引导扇区的标识，确保正确加载。 2. **使用 qemu 与 gdb 调试**：实验中，学生需学会使用虚拟机软件`qemu`配合调试器`gdb`来调试ucore代码。从CPU启动后的第一条指令开始，设置断点在0x7c00地址，逐步跟踪BIOS执行。通过对比反汇编代码与源代码（如`bootasm.S`和`bootblock.asm`），加深对代码执行的理解。 3. **实模式到保护模式的转换**：在bootloader中，转换的关键步骤包括清零标志、开启A20线以启用32位地址空间、初始化全局描述符表（GDT）、设置控制寄存器cr0的PE位以进入保护模式，以及设置段寄存器和堆栈。 4. **加载 ELF 文件**：通过阅读`bootmain.c`，学生应理解bootloader如何加载ELF格式的内核文件。ELF文件包含了程序的代码、数据和加载信息，bootloader需要解析这些信息以正确加载和执行内核。 5. **实现 kdebug.c::print_stackframe**：此部分要求学生完成`kdebug.c`中的`print_stackframe`函数，以便于调试时打印栈帧信息。栈帧记录了函数调用时的局部变量、参数和返回地址，这对于理解函数调用顺序和分析程序运行状态至关重要。 6. **中断描述符表（IDT）**：IDT是保护模式下的中断向量表，每个表项占用8字节，包含段选择子和偏移量。通过段选择子在GDT中找到中断处理程序的地址。IDT的初始化和中断处理函数的编写也是实验的一部分，涉及`SETGATE`宏和`idt_init`、`trap`函数的实现。 实验过程中，学生不仅需要理解理论知识，还需要动手实践，通过编写代码和调试来深化理解。这有助于培养学生的实际操作能力和问题解决能力，为后续的OS开发学习打下坚实基础。