OS 5 autumn 2016 — различия между версиями

Текущая версия на 18:42, 16 декабря 2016

Общая информация

Лектор — Кринкин Михаил (krinkin.m.u@gmail.com)

Практики — Кринкин Михаил (krinkin.m.u@gmail.com)

• Если у вас появляются вопросы по материалам/содержанию курса, или по каким-то смежным темам, то вы можете задавать их по почте, после лекции или на практике.
• Если у вас возникают проблемы с выполнением домашних заданий, то приходите на практику с компьютером, будем разбираться вместе.
• Все домашние задания сдаются в виде ссылки на git репозиторий.
• Текущие результаты

Примеры кода

• первая порция кода - к лекции/практике 16 сентября его нужно научиться собирать, запускать и отлаживать;

Слайды с лекций

• лекция 9 сентября pdf, latex исходники и картинки
• лекция 16 сентября pdf, latex исходники и картинки
• лекция 23 сентября pdf, latex исходники и картинки
• лекция 30 сентября pdf, latex исходники и картинки
• лекция 7 октября pdf, latex исходники и картинки
• лекция 14 октября pdf, latex исходники и картинки
• лекция 21 октября pdf, latex исходники и картинки
• лекция 28 октября pdf, latex исходники и картинки
• лекция 11 ноября pdf, latex исходники и картинки
• лекция 18 ноября pdf, latex исходники и картинки
• лекция 25 ноября pdf, latex исходники и картинки
• лекция 2 декабря pdf, latex исходники и картинки
• лекция 9 декабря pdf, latex исходники и картинки

Домашние задания

• домашнее задание pdf, latex исходники - последний день сдачи 7 октября, в качестве основы для ДЗ воьзмите этот код, решение
• домашнее задание pdf, latex исходники - последний день сдачи 28 октября (ВНИМАНИЕ: в файле bootstrap.S

была найдена ошибка, если вы столкнулись с page fault-ами замените файл bootstrap.S на файл по ссылке bootstrap.S) решение

• домашнее задание pdf, latex исходники - последний день сдачи 2 декабря решение
• домашнее задание pdf, latex исходники - последний день сдачи 16 декабря (make_initramfs.sh, initramfs.h)
• домашнее задание pdf, latex исходники - до конца семестра (elf.h)

Как пользоваться QEMU и gdb

Чтобы запустить ОС (пусть файл ОС называется kernel) в QEMU нужно выполнить следующую команду:

   qemu-system-x86_64 -kernel kernel

Чтобы перенаправить вывод последовательного порта в консоль используйте опцию -serial stdio:

   qemu-system-x86_64 -kernel kernel -serial stdio

Чтобы подключать gdb к QEMU используйте опцию -s:

   qemu-system-x86_64 -kernel kernel -serial stdio -s

Чтобы подключиться gdb к QEMU запущенному с опцией -s сделайте следующее:

   gdb kernel

Из файла kernel gdb возьмет отладочную информацию. Например, какие строки кода каким процессорным командам соответсвуют, из каких файлов собрано приложение, какие имена у переменных и каким адресам в памяти они соответсвуют.

Далее внутри gdb:

   set architecture i386:x86-64
   target remote localhost:1234

если все прошло успешно, вы должны подключиться к QEMU, и он должен оставновить выполнение на текущей исполняемой инструкции.

Чтобы вы могли оставновиться в самом начале функции main и не проскачить мимо кода, который вы хотите отлаживать, соберите исходники с ключем DEBUG=1:

   make clean && make DEBUG=1

Этот ключик активирует бесконечный цикл:

   static volatile int wait = 1;
   while (wait);

После запуска приложение остановится в этом цикле. Чтобы продолжить выполнение нужно изменить значение переменной wait с помощью gdb следующим образом:

   set var wait=0

Вообще, в QEMU есть также ключик -S, который останавливает QEMU сразу после старта приложения, но в связи с тем, что перед вызовом main процессор переводится из 32-битного защищенного режима в 64-битный Long Mode, а у gdb такой переход вызывает шок, то этим ключиком мне воспользоваться по назначению не удалось (если вы найдете способ это сделать, то поделитесь со мной за 1 доп балл).

О том как исследовать память, расставлять точки останова, выполнять код по шагам вы можете найти во введении в gdb.

Полезные материалы

• введение в ассемблер для x86
• x86-64 ABI
• Intel Manual
• спецификация Intel 8259
• спецификация Intel 8254
• введение в gdb
• довольно компактный и довольно содержательный учебник по ОС
• справка про преывания в x86, исходники latex
• справка про PIT, исходники latex
• справка про последовательный интерфейс, исходники latex
• спецификация multiboot