实验六-分页存储器管理解读.doc

上海应用技术学院 程序设计语言实验报告 实验名称 分页存储器管理 实验序号 实验六 实验日期 姓 名 学 号 指导教师 专 业 计算机科学与技术 班 级 成 绩 实验目的及要求 学习i386处理器的二级页表硬件机制，理解分页存储器管理原理。 查看EOS的，理解页目录和页表的管理方式。 修改页目录和页表的，理解分页地址变换原理。Tevation OS Lab。 三、 按照下面的步骤准备本次实验： 启动OS Lab。 新建一个EOS应用程序项目，如图1。 图1 2 查看EOS应用程序进程的页目录和页表 使用OS Lab打开本实验文件夹中的memory.c和getcr3.asm文件如图2（将文件拖动到OS Lab窗口中释放即可打开）。按照下面的步骤查看EOS应用程序进程的页目录和页表： 图2 使用memory.c文件中的源代码替换之前创建的EOS应用程序项目中EOSApp.c文件中的源代码，如图3。 图3 右键点击“项目管理器”窗口中的“源文件”文件夹节点，在弹出的快捷菜单中选择“添加”中的“添加新文件”。 在弹出的“添加新文件”对话框中选择“asm 源文件”模板。 在“名称”中输入文件名称“func”。 点击“添加”按钮添加并自动打开文件func.asm，如图4。 图4 将getcr3.asm文件中的源代码复制到func.asm文件中，如图5。 图5 按F7生成修改后的EOS应用程序项目，如图6。 图6 按F5启动调试，如图7。 图7 应用程序执行的过程中，会将该进程的二级页表映射信息输出到虚拟机窗口和OS Lab“输出”窗口中。 10.将“输出”窗口中的内容复制到一个文本文件中。 3 查看应用程序进程和系统进程并发时的页目录和页表 需要对EOS应用程序进行一些修改： 结束之前的调试。 取消EOSApp.c第121行语句（该语句会等待10秒）的注释。 按F7生成修改后的EOS应用程序项目。 按F5启动调试，如图8。 图8 在“Console-1”中会自动执行EOSApp.exe，创建该应用程序进程，利用其等待10秒的时间，按Ctrl+F2切换到“Console-2”。 在“Console-2”中输入命令“mm”后按回车，会将系统进程的二级页表映射信息输出到虚拟机窗口和OS Lab的“输出”窗口，输出内容如图2（b）。注意，在图2（b）中添加了一些空行，方便与图2（a）比较。应用程序在等待10秒后又会输出和图2（a）一致的内容。 将“输出”窗口中的内容复制到一个文本文件中。 控制台命令“mm”对应的源代码在EOS内核项目ke/sysproc.c文件的ConsoleCmdMemoryMap函数中（第246行），与memory.c文件中的源代码基本类似。 4 查看应用程序进程并发时的页目录和页表 需要对EOS应用程序进行一些修改： 结束之前的调试。 取消EOSApp.c第201行语句（该语句会等待10秒）的注释。 按F7生成修改后的EOS应用程序项目。 按F5启动调试，如图8。 图8 在“Console-1”中会自动执行EOSApp.exe，创建该应用程序进程，利用其等待10秒的时间，按Ctrl+F2切换到“Console-2”。 在“Console-2”中输入“eosapp”后按回车，再执行一个EOSApp.exe。 由EOSApp.exe创建的两个并发进程会先后在各自的控制台和“输出”窗口中，输出各自的二级页表映射信息。输出的内容如图3。 将“输出”窗口中的内容复制到一个文本文件中。 5 在二级页表中映射新申请的物理页 首先验证第一个结论： 新建一个 EOS Kernel项目。 打开ke/sysproc.c文件和本实验文件夹中的MapNewPage.c文件，如图9。 图9 在sysproc.c文件的ConsoleCmdMemoryMap函数中找到“关中断”的代码行（第278行），将MapNewPage.c文件中的代码插入到“关中断”代码行的后面。 按F7生成该内核项目。 按F5启动调试。 在EOS控制台中输入命令“mm”后按回车。 OS Lab会弹出一个调试异常对话框，选择“是”调试异常。 黄色箭头指向访问虚拟地址0xE0000000的代码行。由于该虚拟地址没有映射物理内存（图2和图3中都未映射该虚拟地址），所以对该虚拟地址的访问会触发异常。 结束此次调试，然后删除或者注释会触发异常的该行代码，如图10。 图10 按照下面的步骤验证其它结论： 按F7生成该内核项目。 按F5启动调试。 在EOS控制台中输入命令“mm”后按回车。 在OS Lab的“输出”窗口中查看执行的结果，并将“输出”窗口中的内容复制到一个文本文件中，如图11。