GeekOS操作系统课程设计项目1_geekos project1-优快云博客

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GeekOS操作系统课程设计项目1

环境配置可以见文章：

记录bochs+geekos报错指南

1. 前置知识

ELF文件格式：一种在linux中应用广泛的可执行文件、对象、共享库的标准文件格式。其中的数据按照Segment和Section两个概念进行划分。

Segment：告诉内核执行ELF文件时如何映射内存。

Section：告诉链接器ELF文件中的各个部分分别是什么。

具体内容见ELF文件格式

2. 项目设计目的

熟悉ELF文件格式，了解GeekOS系统如何将ELF格式的可执行程序装入到内存，建立内核进程并运行的实现技术。

3. 项目设计要求及实现

修改project1/src/geekos/elf.c文件：在函数Parse_ELF_Executable( )中添加代码，分析ELF格式的可执行文件（包括分析得出ELF文件头、程序头，获取可执行文件长度，代码段、数据段等信息），并填充Exe_Format数据结构中的域值。

// 分析ELF格式文件
int Parse_ELF_Executable(char *exeFileData, ulong_t exeFileLength,struct Exe_Format *exeFormat)
{
    //利用ELF头部结构体指向可执行文件头部，便于获取相关信息
    elfHeader *ehdr = (elfHeader*)exeFileData;
    //段的个数
    exeFormat->numSegments = ehdr->phnum;
    //代码入口地址
    exeFormat->entryAddr = ehdr->entry;
    //获取头部表在文件中的位置，便于读取信息
    programHeader *phdr = (programHeader*)(exeFileData + ehdr->phoff);
    //填充Exe_Segment
    unsigned int i;
    for(i = 0; i < exeFormat->numSegments; i++, phdr++)
    {
        struct Exe_Segment *segment = &exeFormat->segmentList[i];
        //获取该段在文件中的偏移量*
        segment->offsetInFile = phdr->offset;
        //获取该段的数据在文件中的长度
        segment->lengthInFile = phdr->fileSize;
        //获取该段在用户内存中的起始地址
        segment->startAddress = phdr->vaddr;
        //获取该段在内存中的大小
        segment->sizeInMemory = phdr->memSize;
        //获取该段的保护标志位
        segment->protFlags = phdr->flags;
    }
    return 0;
}

修改/project1/src/geekos/lprog.c 文件中的 Spawn_Program()函数，将其中的 virtSize 局部变量修改为静态全局变量，即在文件头部添加"static unsigned long virtSize;“一行代码，同时注释"unsigned long virtSize;”。
修改 lprog.c 文件中的 Printrap_Handler()函数

static void Printrap_Handler( struct Interrupt_State* state )
{
    char *msg;
    /* 此处修改以下内容以正确显示 a.c 中的局部变量 */
    if (state->eax <= virtSize)
        msg = (char *)virtSpace + state->eax;
    else
        msg = (char *)state->eax;
    Print(msg);
    g_needReschedule = true;
    return;
}

在Linux环境下编译系统得到GeekOS镜像文件。终端进入project1的build目录下make depend、make。
编写一个相应的bochs配置文件。进入project1的 Build目录下输入gedit .bochsrc编写bochs配置文件。

megs: 32

romimage: file=/usr/local/share/bochs/BIOS-bochs-latest
vgaromimage: file=/usr/local/share/bochs/VGABIOS-lgpl-latest

boot: a

floppya: 1_44=fd.img, status=inserted

ata0: enabled=1, ioaddr1=0x1f0, ioaddr2=0x3f0, irq=14
ata0-master: type=disk, path=diskc.img, mode=flat, cylinders=40, heads=8, spt=63, translation=none

log: bochs.out

mouse: enabled=0

private_colormap: enabled=0
display_library: x

clock: sync=realtime, time0=local

cpu: count=1, ips=1000000

magic_break: enabled=1