243_279767_操作系统课程设计8.doc

操作系统课程设计报告 题 目：Geekos操作系统的研究与实现 专 业： 学 号： 学生姓名： 指导教师： 2012年3月16日 目录 一、 实验目的 2 二、 项目设计要求 3 三、 开发环境的建立 4 1． 开发环境的介绍 4 2． 开发环境的构建 4 四、 项目设计原理 5 五、 项目设计的实现 6 1． Project0项目的具体实现 6 2． Project1项目的具体实现 8 3． Project2项目的具体实现 9 六、 系统编译运行的结果 20 七、 遇到的问题和解决方法 23 八、 课程设计总结 24 实验目的 Project0：熟悉GeekOS的项目编译、调试和运行环境，掌握GeekOS运行工作过程。 Project1：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。 Project2：扩充GeekOS操作系统内核，使得系统能够支持用户级进程的动态创建和执行。 项目设计要求 Project0 搭建GeekOS的编译和调试平台，掌握GeekOS的内核进程工作原理。 熟悉键盘操作函数，编程实现一个内核进程。该进程的功能是：接收键盘输入的字符并显示到屏幕上，当输入ctrl+d时，结束进程的运行。 Project1 修改/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。 在Linux环境下编译系统得到GeekOS镜像文件。 编写一个相应的bochs配置文件。 在bochs中运行GeekOS系统显示结果。 Project2：要求用户对以下几个文件进行修改： “src/GeekOS/user.c”文件中的函数Spawn（），其功能是生成一个新的用户级进程； “src/GeekOS/user.c”文件中的函数Switch_To_User_Context（），调度程序在执行一个新的进程前调用该函数以切换用户地址空间； “src/GeekOS/elf.c”文件中的函数Parse_ELF_Executable（）。该函数的实现要求和项目1相同。 “src/GeekOS/userseg.c”文件中主要是实现一些为实现对“src/GeekOS/user.c”中高层操作支持的函数。 “src/GeekOS/kthread.c”文件中的Start_User_Thread函数和Setup_User_Thread函数。Setup_User_Thread（）函数的功能是为进程初始化内核堆栈，堆栈中是为进程首次进入用户态运行时设置处理器状态要使用的数据。Start_User_Thread（）是一个高层操作，该函数使用User_Context对象开始一个新进程。 “src/GeekOS/kthread.c”文件中主要是实现用户程序要求内核进行服务的一些系统调用函数定义。要求用户实现的有Sys_Exit（）函数、Sys_PrintString（）函数、Sys_GetKey（）、Sys_SetAttr（）、Sys_GetCursor（）、Sys_PutCursor（）、Sys_Spawn（）函数、Sys_Wait（）函数和Sys_GetPID( )函数。 在main.c文件中改写生成第一个用户态进程的函数调用：Spawn_Init_Process(void) 。 开发环境的建立 开发环境的介绍 （1） Geekos是一个基于X86架构的PC机上运行的微操作系统内核，由美国马理兰大学的教师开发，是一个用C语言开发的操作系统，GeekOS主要用于操作系统课程设计，目的是使学生能够实际动手参与到一个操作系统的开发工作中。学生可以在Linux或Unix环境下对其进行功能扩充，也可以在windows下使用Cygwin工具进行开发，其主要特点是：简单、实用、易懂，便于学生们理解操作系统的设计思想和实现过程。出于教学目的，这个系统内核设计简单，却又兼备实用性，它可以运行在真正的X86 PC硬件平台。 （2）VMware Workstation VMware Workstation 是一款功能强大的桌面虚拟计算机软件，提供用户可在单一的桌面上同时运行不同的操作系统，和进行开发、测试 、部署新的应用程序的最佳解决方案。它可以使你在一台机器上同时运行二个或更多Windows、DOS、LINUX系统。与“多启动”系统相比，VMWare采用了完全不同的概念。多启动系统在一个时刻只能运行一个系统