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bootsect.s学习常见问题解析与内存操作指南

下载需积分: 10 | 12KB | 更新于2024-09-19 | 27 浏览量 | 1 下载量 举报 收藏
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在学习bootsect.s这个关键的启动代码片段时,可能会遇到一系列常见的问题。bootsect.s是Linux内核引导加载程序的一部分,它负责初始化硬件、设置内存映射、加载引导装载程序(Loader)和其他必要的初始化步骤。由于其核心地位,对它的理解对于深入研究操作系统内核和启动过程至关重要。 首先,新手常常疑惑bootsect.s中的数据类型转换问题。在汇编语言中,bootsect.s使用了诸如`movb %al, %bl`、`movw %ax, %bx`和`movl %eax, %ebx`等指令来处理不同大小的数据类型,如byte(8位)、word(16位)和long(32位)。正确理解并应用这些指令可以确保内存操作的准确性和效率。 接下来,关于内存布局的理解也是一项挑战。文本段 `.text`、数据段 `.data` 和 BSS(无初始化数据)段 `.bss` 的管理是必不可少的。这些区域分别存放程序执行代码、已初始化的数据和未初始化的数据。理解这些段的作用以及如何通过`.globl`标签分配空间对于正确编译和链接至关重要。 此外,新手还可能对如何在bootsect.s中处理字符串常量和字符串操作感到困惑。比如,使用`beg"`这样的标识符表示字符串的开始,实际编程时需要将其与适当的存储区(如`.data`)关联,并确保正确计算字符串长度和地址。同时,对`text`, `data`, 和 `bss` 部分的正确对齐也是编译过程中需要注意的细节。 学习bootsect.s时,一个常见的问题是与`build.c`和`tools`目录下的其他构建工具交互。`build.c`文件负责将bootsect.s和其他相关代码集成到最终的可执行镜像中,这里的配置选项和宏定义影响着编译流程。理解这些设置如何影响代码的生成和内核的最终结构非常重要。 最后,当你使用Assembler(汇编器)如NASM进行编译时,可能会遇到语法和优化问题。学会如何正确编写和优化汇编指令序列,以及理解编译器如何解析和链接这些代码,是提高效率的关键。 学习bootsect.s的过程中,涉及到的知识点包括基础的汇编语言指令、内存管理、字符串操作、构建流程以及与编译工具的交互。深入理解和掌握这些内容,不仅有助于解决具体问题,还能为后续的系统级编程和内核开发打下坚实的基础。

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第4关: 实验环境练习 任务描述 相关知识 1.了解实验环境 2.测试内核是否正常 3.查看内核源程序 4.修改内核源码 5.重新编译内核 6.测试新内核是否正常 编程要求 测试说明 任务描述 本关任务:修改 Linux 0.11 内核程序,将系统启动时显示的字符串由原来的Partition table ok.变为Hello, world!。 通过本关任务,可以熟悉 Linux 0.11 内核实验环境,掌握内核程序的编辑、编译和测试方法。 相关知识 为了完成本关任务,你需要: 1.了解实验环境; 2.测试内核是否正常; 3.查看内核源码; 4.修改内核源码; 5.重新编译内核; 6.测试新内核是否正常。 1.了解实验环境 本课程将会在 Ubuntu 16.04 下进行学习,Ubuntu 属于Linux衍生出来的以桌面应用为主的Linux操作系统,Linux操作系统的使用与Windows基本上不同,所以最初会觉得无法理解,但是本质上还是差不多的。 本实验将使用 Bochs 模拟硬件环境,在完成对代码的修改或编译之后将使用run去启动新的虚拟机,环境都是准备好,可以直接使用的,只需要使用脚本去启动就行了。 本实验中已经给出了完整的linux 0.11内核文件放在/root/os/linux-0.11-lab/0/linux中,可以直接使用。 本课程的实验在目录~/os/linux-0.11-lab下进行,此目录下的内容如下: 其中各目录和文件的含义是: 脚本文件run*:以不同模式运行虚拟机,脚本 run 采用正常模式,脚本 rundbg 采用 bochs 调试模式(汇编级),脚本 rungdb 采用 gdb 调试模式( C 语句级),这三个模式都用于内核测试。 用于启动虚拟机的内核映像文件是cur/linux/目录下的Image; 虚拟机的根文件系统是images文件夹下的rootimage-0.11; 目录0:存放有 Linux 0.11 内核的源代码及其 Source-Insight 工程文件,本实训中使用 VSCode 代替 Source-Insight ,不需要使用到 Source-Insight ,只需要使用到linux文件夹中的源码; 目录conf:存放有虚拟机的配置文件,这些配置文件描述了虚拟机的硬盘、软盘、内存大小等参数; 目录images:包含虚拟机的硬盘(根文件系统)和软盘的映像文件; 其中映像文件hdimage-devel用作应用开发模式的硬盘,里面包含应用程序编译所需的 gcc 等软件。脚本run、rundbg和rungdb用软盘作为启动盘,对应的软盘映像文件是cur/linux/Image。 cur是一个符号链接,指向当前分析的内核目录,现在指向目录0,可以当作是一个快捷方式。 2.测试内核是否正常 运行run脚本就会使用在~/os/linux-0.11-lab目录下的内核映像cur/linux/Image启动 Linux 0.11 。 虽然这个虚拟机的硬盘容量只有 1 MB ,但它目前可以满足内核分析的需要。 3.查看内核源程序 关闭虚拟机,然后使用 VSCode 打开源码所在文件夹,选择 File ,然后选择 Open Folder ; 找到linux文件夹,然后确认打开; 可以看到文件夹下所有的源码都已经被导入了,可以在这里开始对源码进行修改了。 4.修改内核源码 在源码中可以修改很多东西,例如修改开机画面中的字符串Loading system ...,将其修改为Loading linux 0.11,这里需要注意一点,不能太长而影响生成的目标文件的大小。 使用搜索功能,搜索关键词Loading,在结果中找到Loading system ...,将其修改为Loading linux 0.11。 如果知道文件的具体位置,也可以在命令行中使用vim对配置文件进行修改,只需要找到文件中对应的地方进行修改,和在 VSCod 里面修改结果都是一样的。 修改完毕之后点击 File 然后选择 Save All ,保存所有修改即可。 5.重新编译内核 在内核源码目录~/os/linux-0.11-lab/0/linux中使用make命令重新编译内核; 下图是编译输出的结果,可以看到被修改的文件bootsect.s已经重新编译成功,这是只编译修改过的文件,有时为了可靠也可以完全编译; 完全编译需要将旧的编译文件清除,使用make clean命令清除编译文件,然后重新使用make命令编译,只不过完全编译的时间相对较长; 上图是编译之后的结果,Image 即为生成的完整内核映像,包含引导代码;tools 目录下有内核的主体可执行文件 system ,其符号文件是 System.map ,包含变量和函数的地址,其链接时的详细布局信息在文件 System.map.2 中。 6.测试新内核是否正常 切换到linux-0.11-lab目录下使用./run启动脚本使用新的内核运行虚拟机; 可以看到虚拟机的加载的字符串已经从原来的Loading system ...,变为Loading linux 0.11了。 编程要求 根据相关知识,将系统启动时显示的字符串由原来的Partition table ok.变为Hello, world!。 注: 1.字母区分大小写,符号使用英文输入法输入,请注意作答的时候注意不要写错了。 2.评测之前请关闭已经启动的虚拟机之后才可以点击评测!!! 测试说明 平台会对源码进行检测,请完成编程要求并且保存测试。 开始你的任务吧,祝你成功! 要求编写代码

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