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os_kernel_lab
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Merge branch 'master' of github.com:chyyuu/ucore_lab

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yuchen 9 years ago
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3e35535cb0 b82aacb12a
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3f271b3a65
9 changed files with 384 additions and 317 deletions
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  1. +4
    -0
      .gitignore
  2. +0
    -163
      README-chinese.md
  3. +16
    -11
      README-english.md
  4. +219
    -0
      README.md
  5. +5
    -2
      labcodes_answer/lab1_result/Makefile
  6. +2
    -3
      labcodes_answer/lab1_result/boot/bootmain.c
  7. +3
    -3
      labcodes_answer/lab1_result/kern/init/init.c
  8. +3
    -3
      labcodes_answer/lab1_result/tools/gdbinit

+ 4
- 0
.gitignore View File

@ -7,3 +7,7 @@ cscope.*
ncscope.*
tags
*swp
.cproject
.project
*.bak
*.org

+ 0
- 163
README-chinese.md View File

@ -1,163 +0,0 @@
# 介绍(2014)
ucore OS是用于清华大学计算机系本科操作系统课程的OS教学试验内容。
ucore OS起源于MIT CSAIL PDOS课题组开发的xv6&jos、哈佛大学开发的
OS161教学操作系统、以及Linux-2.4内核。
ucore OS中包含的xv6&jos代码版权属于Frans Kaashoek, Robert Morris,
and Russ Cox，使用MIT License。ucore OS中包含的OS/161代码版权属于
David A. Holland。其他代码版权属于陈渝、王乃铮、向勇，并采用GPL License.
ucore OS相关的文档版权属于陈渝、向勇，并采用 Creative Commons
Attribution/Share-Alike (CC-BY-SA) License.
# 开发维护人员
- [陈渝](http://soft.cs.tsinghua.edu.cn/~chen) yuchen AT tsinghua.edu.cn
- 茅俊杰 eternal.n08 AT gmail.com
助教
============
何嘉权
徐永健
王 欢
陈一璋
...
# 课程汇总信息
-[课程汇总](https://github.com/chyyuu/mooc_os)
# 实验内容
1. lab0 : 完成实验环境的搭建，熟悉基本的Linux命令和工具
1. lab1 ：启动操作系统
1. lab2 ：物理内存管理
1. lab3 ：虚拟内存管理
1. lab4 ：内核线程
1. lab5 ：用户进程
1. lab6 ：处理器调度
1. lab7 : 同步互斥
1. lab8 : 文件系统
# 实验环境
ucore OS实验主要在Linux环境下开发。如果你使用的是非Linux环境，则建议参考下面两种方法。
## Windows下基于MingW进行实验
- windows下如何配置ucore实验环境：这种方式不用安装Linux，感谢“下来障”同学提供的[配置教程](http://pan.baidu.com/s/1i3JxZZR)
## Windows下基于VirtualBox or VMWare进行实验
### 1. 安装VirtualBox or VMWare软件
VirtualBox虚拟机软件
https://www.virtualbox.org/
[NOTICE] 也可以安装vmware虚拟机软件
### 2.使用已经预先安装好相关实验环境所需软件的虚拟硬盘
并下载已经安装好ubuntu 14.04 x86-64的虚拟硬盘文件压缩包。
[VirtualBox和虚拟硬盘文件压缩包](http://pan.baidu.com/s/1pJ4XTGZ)
--------------
[NOTICE] 可下载直接使用[同时用于vmware和virtualbox的OVA格式的虚拟硬盘文件mooc-os.ova]( http://pan.baidu.com/s/1gdePM6J)
压缩包可以用[haozip for windows软件](http://www.haozip.com)解压。解压压缩包后，可得到如下内容（大约4GB多）。
```
\mooc-os\mooc-os.vbox
\mooc-os\mooc-os.vbox-prev
\mooc-os\mooc-os.vdi
```
如果此时你已经安装好了VirtualBox，在Windows资源管理器中双击文件“mooc-os.vbox”，
就可以在VirtualBox模拟的x86-64计算机中运行ubuntu 14.04 x86-64，并可以开始学习
ucore OS实验了。
```
用户名是 moocos
口令是 <空格键>
```
## 手动在VirtualBox虚拟机中安装ubuntu 14.04 和实验环境相关软件
（这里假定安装的要是ubuntu14.04 x86-64的系统）
-------------------------------------
1. 在VirtualBox上安装ubuntu
下载ubuntu 14.04 img镜像，并在VirtualBox中安装系统。
建议a: 设置虚拟硬盘的大小为8GB以上，虚拟内存在512MB以上。
建议b: 如果你的机器安装的是32位的windows，则下载32位的ubuntu 14.04 img镜像。
2. 在ubuntu系统中安装实验环境相关软件
在shell（比如gnome-terminal）下可执行如下命令来安装相关软件 (“$”是shell的提示符，不用输入)
```
$ sudo apt-get update
$ sudo apt-get upgrade
$ sudo apt-get install build-essential git qemu-system-x86 vim-gnome gdb make diffutils exuberant-ctags tmux openssh-server cscope meld
```
[NOTICE] 最小需要的安装包： build-essential git qemu-system-x86 gdb make diffutils
# 练习步骤
进入VirtualBox中运行的ubuntu，点击左侧的gnome-terminal软件图标，可启动gnome-terminal
软件。在此软件中，执行如下命令：
1. 目前环境中已经有ucore lab源码，可进一步取得最新ucore lab源码
```
$cd moocos/ucore_lab #到ucore lab所在目录
$git pull #取得最新的ucore lab源代码
$cd
```
2. 学习源码
```
$cd labX #X为 1--8
```
3. 阅读，修改源码，可以用understand软件或vim软件
```
$understand
```
4. 修改完毕后，编译实验代码
```
$make
```
5. 如果编译无误，则可以运行测试一下
```
$make qemu
```
6. 可以运行如下命令，看看自己的得分
$make grade
# 相关资料
## 希望了解OS基本概念和原理的同学
. [OS课程资料]( http://pan.baidu.com/s/1bncWxyv)
. [OS MOOC公开课(原理部分)](http://www.topu.com/mooc/4100)
## 希望了解OS设计与实现细节的同学
. [OS实验资料](http://pan.baidu.com/s/1i3vbdXV)
. [OS实验代码](https://github.com/chyyuu/mooc_os_lab)
. [OS MOOC公开课(实验部分)](http://www.topu.com/mooc/4100)
## 希望自己动手实践OS的同学
. ["操作系统简单实现与基本原理 — 基于ucore" (持续更新,变动较大) ](http://chyyuu.gitbooks.io/ucorebook/)
. ["操作系统简单实现与基本原理 — 基于ucore" 配套代码](https://github.com/chyyuu/ucorebook_code)
. [ucore plus 跨硬件平台的ucore OS](https://github.com/chyyuu/ucore_plus)
# UCORERS (代码贡献者)
茅俊杰、陈宇恒、刘聪、杨扬、渠准、任胜伟、朱文雷、
曹正、沈彤、陈旭、蓝昶、方宇剑、韩文涛、张凯成、
S郭晓林、薛天凡、胡刚、刘超、粟裕、袁昕颢...
# NOTICE
如果你发现了问题，有好的建议或意见,请给 yuchen AT tsinghua.edu.cn 发电邮；
如果你完成这8个实验，且对进一步探索、研究、研发操作系统感兴趣，请给 yuchen AT tsinghua.edu.cn 发电邮，欢迎加入我们的OS兴趣小组，共同进步！

README → README-english.md View File

@ -23,7 +23,8 @@ CONTENTS
os course info
----------------
[os course summary materials](https://github.com/chyyuu/mooc_os)
* [newest os course summary materials](https://github.com/chyyuu/mooc_os)
* [newest chinese README for ucore_lab](https://github.com/chyyuu/ucore_lab/)
labs info
----------------
@ -45,17 +46,17 @@ VirtualBox soft (https://www.virtualbox.org/) and a virtual disk image with all
You can download this virtual disk image -- oslabs_for_student_2012.zip (576.2MB,) from http://pan.baidu.com/share/link?shareid=69868&uk=2585194235, which
is an VirtualBox disk image (contains ubuntu 12.04 and needed softs, and is zipped with zip and xz format), and can be unzipped
by haozip software (http://www.haozip.com).
After unzip oslabs_for_student_2012.zip, you will get
After unzip oslabs_for_student_XXX.zip, you will get
---
C:\vms\ubuntu-12.04.vbox.xz
C:\vms\ubuntu-12.04.vmdk.vmdk.xz
C:\vms\ubuntu-12.04.vmdk-flat.vmdk.xz
C:\vms\ubuntu-14.04.vbox.xz
C:\vms\ubuntu-14.04.vmdk.vmdk.xz
C:\vms\ubuntu-14.04.vmdk-flat.vmdk.xz
---
then you will continue unzip all these files, and get
---
C:\vms\ubuntu-12.04.vbox
C:\vms\ubuntu-12.04.vmdk.vmdk
C:\vms\ubuntu-12.04.vmdk-flat.vmdk
C:\vms\ubuntu-14.04.vbox
C:\vms\ubuntu-14.04.vmdk.vmdk
C:\vms\ubuntu-14.04.vmdk-flat.vmdk
---
If you installed VirtualBox soft, then the last step is: double clik file "ubuntu-12.04.vbox" and run ubuntu 12.04 in VirtualBox.
In ubuntu 12.04 login Interface:
@ -72,11 +73,11 @@ FEDORA 20: GCC-4.8.2
EXERCISE STEPS
==============
0 Get the newest os lab src codes/docs.(Insure you can connect to github in ubuntu running on VrtualBox)
0.1 If you try to get all codes/docs
0.1 If you try to get all codes
$rm -rf ucore_lab
$git clone git://github.com/chyyuu/ucore_lab.git
$cd ucore_lab
0.2 If you gloned ucore_lab and only try to get the updated codes/docs
0.2 If you gloned ucore_lab and only try to get the updated codes
$cd ucore_lab
$git pull
1 $cd labX
@ -88,7 +89,11 @@ EXERCISE STEPS
$make qemu
OR
$make grade
6 handin your code
6 debug your code
$make debug
7 handin your code
$make handin
OPTION

+ 219
- 0
README.md View File

@ -0,0 +1,219 @@
# 介绍(2015)
ucore OS是用于清华大学计算机系本科操作系统课程的OS教学试验内容。
ucore OS起源于MIT CSAIL PDOS课题组开发的xv6&jos、哈佛大学开发的
OS161教学操作系统、以及Linux-2.4内核。
ucore OS中包含的xv6&jos代码版权属于Frans Kaashoek, Robert Morris,
and Russ Cox，使用MIT License。ucore OS中包含的OS/161代码版权属于
David A. Holland。其他代码版权属于陈渝、王乃铮、向勇，并采用GPL License.
ucore OS相关的文档版权属于陈渝、向勇，并采用 Creative Commons
Attribution/Share-Alike (CC-BY-SA) License.
# 实验总体流程
1. 在[学堂在线](https://www.xuetangx.com/courses/TsinghuaX/30240243X/2015_T1/about)查看OS相关原理和labX的视频；
2. 在[实验指导书 on gitbook](http://objectkuan.gitbooks.io/ucore-docs/)上阅读实验指导书；
3. 在实验环境中完成实验并提交实验到git server（清华学生需要在学校内部的git server上，其他同学可提交在其他git server上）；
4. 如实验中碰到问题，在[在线OS课程问题集](http://xuyongjiande.gitbooks.io/os-qa/)查找是否已经有解答；
5. 如没有解答，可在[在线OS课程问答和交流区](https://piazza.com/tsinghua.edu.cn/spring2015/30240243x/home)提问。（QQ群 181873534主要用于OS课程一般性交流）；
6. 可进一步在[学堂在线](https://www.xuetangx.com/courses/TsinghuaX/30240243X/2015_T1/about)或[在线的操作系统课程练习题](https://www.gitbook.io/book/xuyongjiande/os_exercises)完成实验相关的练习题；
# 实验内容
## 实验指导书
- [实验指导书 on gitbook](http://objectkuan.gitbooks.io/ucore-docs/)
## 实验题目
1. lab0 : 完成实验环境的搭建，熟悉基本的Linux命令和工具
1. lab1 ：启动操作系统
1. lab2 ：物理内存管理
1. lab3 ：虚拟内存管理
1. lab4 ：内核线程
1. lab5 ：用户进程
1. lab6 ：处理器调度
1. lab7 : 同步互斥
1. lab8 : 文件系统
## 实验环境
ucore OS实验主要在Linux环境下开发。如果你使用的是非Linux环境，则建议参考下面两种方法。
### Windows下基于MingW进行实验
- windows下如何配置ucore实验环境：这种方式不用安装Linux，感谢“下来障”同学提供的[配置教程](http://pan.baidu.com/s/1i3JxZZR)
[NOTICE] 没有足够的技术支持，希望有感兴趣的生成一个安装软件包和中文使用说明，方便大家使用！
### Windows下基于VirtualBox or VMWare进行实验
#### 1. 安装VirtualBox or VMWare软件
VirtualBox虚拟机软件
https://www.virtualbox.org/
[NOTICE] 也可以安装vmware虚拟机软件
#### 2.使用已经预先安装好相关实验环境所需软件的虚拟硬盘
并下载已经安装好ubuntu 14.04 x86-64的虚拟硬盘文件压缩包。
[VirtualBox的虚拟硬盘文件压缩包2015版](http://pan.baidu.com/s/11zjRK)
--------------
压缩包可以用[haozip for windows软件](http://www.haozip.com)解压。解压压缩包后，可得到如下内容（大约6GB多）。
```
mooc-os-2015-2.vdi
```
如果此时你已经安装好了VirtualBox，在Windows资源管理器中双击文件“mooc-os.vbox”，
就可以在VirtualBox模拟的x86-64计算机中运行ubuntu 14.04 x86-64，并可以开始学习
ucore OS实验了。
```
用户名是 moocos
口令是 <空格键>
```
### 手动在VirtualBox虚拟机中安装ubuntu 14.04 和实验环境相关软件
（这里假定安装的要是ubuntu14.04 x86-64的系统）
-------------------------------------
1) 在VirtualBox上安装ubuntu
下载ubuntu 14.04 img镜像，并在VirtualBox中安装系统。
建议a: 设置虚拟硬盘的大小为8GB以上，虚拟内存在512MB以上。
建议b: 如果你的机器安装的是32位的windows，则下载32位的ubuntu 14.04 img镜像。
2) 在ubuntu系统中安装实验环境相关软件
在shell（比如gnome-terminal）下可执行如下命令来安装相关软件 (“$”是shell的提示符，不用输入)
```
$ sudo apt-get update
$ sudo apt-get upgrade
$ sudo apt-get install build-essential git qemu-system-x86 vim-gnome gdb cgdb eclipse-cdt make diffutils exuberant-ctags tmux openssh-server cscope meld
```
[NOTICE] 最小需要的安装包： build-essential git qemu-system-x86 gdb make diffutils
## 实验中的练习步骤
进入VirtualBox中运行的ubuntu，点击左侧的gnome-terminal软件图标，可启动gnome-terminal
软件。在此软件中，执行如下命令：
1) 目前环境中已经有ucore lab源码，可进一步取得最新ucore lab源码
```
$cd moocos/ucore_lab #到ucore lab所在目录
$git pull #取得最新的ucore lab源代码
$cd
```
2) 学习源码
```
$cd labX #X为 1--8
```
3) 阅读，修改源码，可以用eclipse-cdt, understand, gedit或vim软件
```
$eclipse
OR
$understand
```
4) 修改完毕后，编译实验代码
```
$make
```
5) 如果编译无误，则可以运行测试一下
```
$make qemu
```
6) 如果需要调试，
a. 可基于cgdb的字符方式(以lab1_ans为例)
```
$cd labcodes_answer/lab1_ans
$make debug
```
可以看到弹出两个窗口，一个是qemu,一个是cgdb
可以看到在bootloader的bootmain函数处停了下来。
然后我们就可以进一步在cgdb中用gdb的命令进行调试了
```
(gdb)file bin/kernel #加载ucore kernel的符号信息
(gdb)break kern_init #在函数kern_init处（即 0x100000地址处）设置断点
(gdb)continue #继续执行
```
这时就可以看到在kern_init处停了下来，可进一步调试。
b. 基于eclipse-CDT的debug view进行调试，如果安装了zylin debug插件，则完成初步配置后，
也可很方便地进行调试。
7) 可以运行如下命令，看看自己的得分
```
$make grade
```
# 与实验相关的资料
## 清华大学计算机系本科操作系统课程的主讲老师
向勇 陈渝
## 开发维护人员
- [陈渝](http://soft.cs.tsinghua.edu.cn/~chen) yuchen AT tsinghua.edu.cn
- 茅俊杰 eternal.n08 AT gmail.com
## 助教
茅俊杰、何嘉权、曹睿东、武祥晋、辛云星、刘聪、常铖
## 教学平台支持
张禹、郭旭
## WIKI
http://os.cs.tsinghua.edu.cn/oscourse/OS2015
## 学堂在线
https://www.xuetangx.com/courses/TsinghuaX/30240243X/2015_T1/about
## 在线交流
- [piazza，OS课程技术交流的主要在线QA平台](https://piazza.com/tsinghua.edu.cn/spring2015/30240243x/home)
- QQ群 181873534 主要用于事件通知，聊天等
## 课程汇总信息
- [课程汇总](https://github.com/chyyuu/mooc_os)
## 希望了解OS基本概念和原理的同学
- [OS课程资料]( http://pan.baidu.com/s/1bncWxyv)
- [OS MOOC公开课(原理部分)](http://www.topu.com/mooc/4100)
## 希望了解OS设计与实现细节的同学
- [OS实验资料](http://hejq.me/ucore_docs/)
- [OS实验代码](https://github.com/chyyuu/ucore_lab)
- [OS MOOC公开课(实验部分)](http://www.topu.com/mooc/4100)
## 希望自己动手实践OS的同学
- ["操作系统简单实现与基本原理 — 基于ucore" (持续更新,变动较大) ](http://chyyuu.gitbooks.io/ucorebook/)
- ["操作系统简单实现与基本原理 — 基于ucore" 配套代码](https://github.com/chyyuu/ucorebook_code)
- [ucore plus 跨硬件平台的ucore OS](https://github.com/chyyuu/ucore_plus)
# UCORERS (代码贡献者)
茅俊杰、陈宇恒、刘聪、杨扬、渠准、任胜伟、朱文雷、
曹正、沈彤、陈旭、蓝昶、方宇剑、韩文涛、张凯成、
S郭晓林、薛天凡、胡刚、刘超、粟裕、袁昕颢...
# NOTICE
如果你发现了问题，有好的建议或意见,请给 yuchen AT tsinghua.edu.cn 发电邮；
如果你完成这8个实验，且对进一步探索、研究、研发操作系统感兴趣，请给 yuchen AT tsinghua.edu.cn 发电邮，欢迎加入我们的OS兴趣小组，共同进步！

+ 5
- 2
labcodes_answer/lab1_result/Makefile View File

@ -152,6 +152,7 @@ $(bootblock): $(call toobj,$(bootfiles)) | $(call totarget,sign)
@echo + ld $@
$(V)$(LD) $(LDFLAGS) -N -e start -Ttext 0x7C00 $^ -o $(call toobj,bootblock)
@$(OBJDUMP) -S $(call objfile,bootblock) > $(call asmfile,bootblock)
@$(OBJDUMP) -t $(call objfile,bootblock) | $(SED) '1,/SYMBOL TABLE/d; s/ .* / /; /^$$/d' > $(call symfile,bootblock)
@$(OBJCOPY) -S -O binary $(call objfile,bootblock) $(call outfile,bootblock)
@$(call totarget,sign) $(call outfile,bootblock) $(bootblock)
@ -193,7 +194,7 @@ endif
# files for grade script
TARGETS: $(TARGETS)
all: $(TARGETS)
.DEFAULT_GOAL := TARGETS
.PHONY: qemu qemu-nox debug debug-nox
@ -214,10 +215,12 @@ qemu: $(UCOREIMG)
qemu-nox: $(UCOREIMG)
$(V)$(QEMU) -serial mon:stdio -hda $< -nographic
TERMINAL :=gnome-terminal
gdb: $(UCOREIMG)
$(V)$(QEMU) -S -s -parallel stdio -hda $< -serial null
debug: $(UCOREIMG)
$(V)$(QEMU) -S -s -parallel stdio -hda $< -serial null &
$(V)sleep 2
$(V)$(TERMINAL) -e "gdb -q -x tools/gdbinit"
$(V)$(TERMINAL) -e "cgdb -q -x tools/gdbinit"
debug-nox: $(UCOREIMG)
$(V)$(QEMU) -S -s -serial mon:stdio -hda $< -nographic &

+ 2
- 3
labcodes_answer/lab1_result/boot/bootmain.c View File

@ -29,9 +29,8 @@
*
* * bootmain() in this file takes over, reads in the kernel and jumps to it.
* */
#define SECTSIZE 512
#define ELFHDR ((struct elfhdr *)0x10000) // scratch space
unsigned int SECTSIZE = 512 ;
struct elfhdr * ELFHDR = ((struct elfhdr *)0x10000) ; // scratch space
/* waitdisk - wait for disk ready */
static void

+ 3
- 3
labcodes_answer/lab1_result/kern/init/init.c View File

@ -9,12 +9,12 @@
#include <intr.h>
#include <pmm.h>
#include <kmonitor.h>
int kern_init(void) __attribute__((noreturn));
void kern_init(void) __attribute__((noreturn));
void grade_backtrace(void);
static void lab1_switch_test(void);
int
kern_init(void) {
void
kern_init(void){
extern char edata[], end[];
memset(edata, 0, end - edata);

+ 3
- 3
labcodes_answer/lab1_result/tools/gdbinit View File

@ -1,4 +1,4 @@
file bin/kernel
file obj/bootblock.o
target remote :1234
break kern_init
continue
break bootmain
continue

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