清华大学操作系统实验Lab1.1

Lab1 系统软件启动过程

练习1

操作系统镜像文件ucore.img是如何一步一步生成的?

我们首先根据老师的提示使用 make V= 获取make命令执行过程信息.
观察,发现共有三类信息
- gcc(编译),并带有大量参数,参数含义如下:
  - -Idir: 添加头文件搜索路径
  - -march=cpu-type: 为特定的CPU编译二进制代码
  - -fno-builtin: 不承认没有builtin前缀的函数作为内建函数
  - -fno-PIC: 不生成位置无关代码(position-independent code)(应该是这个意思,但是这个好像并不重要)
  - -Wall: 打开所有等级的编译警告
  - -ggdb: 生成可供gdb调试的信息
  - -m32: 生成32位机器上的代码
  - -gstabs: 以stabs格式生成调试信息,但是不包括gdb调试信息(这个也不太重要)
  - -nostdinc: 不在系统缺省的头文件目录中找头文件,即只在参数(例如-I)指定的文件夹中寻找头文件
  - -fno-stack-protector: 禁用堆栈保护
- ld(链接),带有少量参数,参数含义如下:
  - -m: 模拟对应的链接器(此处为i386)
  - -T: 显式的向链接器提供命令文件(也叫链接器脚本)
  - -N: 将文本和数据部分设置为可读和可写.而且,不对数据段进行页面对齐(page-align)
  - -e: 设置一个显式的符号作为程序执行的入口
  - -Ttext: 设置输出文件的文本段的起始地址
- dd(用指定大小的块拷贝一个文件,并在拷贝的同时进行指定的转换),带有少量参数,参数含义如下:
  - if=file: 指定源文件,缺省为stdin(有一处使用了/dev/zero,这是一个虚拟设备,可以无限的提供空字符,常用来生成一个特定大小的文件)
  - of=file: 指定目的文件,缺省为stdout
  - ibs=bytes: 指定块的大小,缺省为512bytes(此参数并未给出,故取缺省值)
  - conv=: 用指定的参数转换文件(notrunc为不截短输出文件)
  - seek=N: 跳过输出文件的前N个块
了解了所有的命令及参数后,一切都豁然开朗,容易看出,ucore.img的生成分为三大步.
- 生成bin/kernel: 较为简单,先将16个.c文件编译称为.o文件,再将其链接生成bin/kernel
- 生成bin/bootblock:
  - 先由bootasm.S,bootmain.c,sign.c分别生成bootasm.o,bootmain.o,sign.o
  - 再将bootasm.o和bootmain.o链接生成bootblock.o (接下来两步从终端输出的信息是看不出来的,只能去看makefile文件,找到bootblock(line 161))
  - 拷贝二进制代码bootblock.o到bootblock.out
  - 使用sign处理bootblock.out生成bootblock
- 生成ucore.img
  - 初始化ucore.img为大小为10000个512bytes的全零文件
  - 将bootblock拷贝到ucore.img中
  - 将kernel拷贝到ucore.img中(append到bootblock后)

一个被系统认为是符合规范的硬盘主引导扇区的特征是什么?

根据老师的提示,查看tools/sign.c,找到如下语句:

buf[510] = 0x55;
buf[511] = 0xAA;
FILE *ofp = fopen(argv[2], "wb+");
size = fwrite(buf, 1, 512, ofp);
if (size != 512) {
    fprintf(stderr, "write '%s' error, size is %d.\n", argv[2], size);
    return -1;
}
fclose(ofp);
printf("build 512 bytes boot sector: '%s'  success!\n", argv[2]);

显然符合规范有两个条件:

主引导扇区应有512个字节
第510,511个字节应分别为0x55,0xAA

posted @ 2020-04-14 10:15 everk 阅读(535) 评论(0) 收藏举报

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