微型操作系統(tǒng)的設計操作系統(tǒng)課程設計-在線瀏覽
2024-08-17 13:50本頁面
【正文】 計內(nèi)容及要求(1) 配置操作系統(tǒng)編寫的所需的環(huán)境（虛擬機的建立和相應環(huán)境建立） ，以準備相關的必須工具的準備，并學會相關工具的使用，為以后編寫一個微操作系統(tǒng)奠定基礎和準備平臺。(2) 學習 NASM匯編器在本次設計中的使用。(4) 學習本次設計需要的實模式到保護模式切換的相關知識。最后切換到內(nèi)核。（2） 總結計算機啟動順序和具體過程。（4） 理解消化實模式到保護模式切換原理以及相關的數(shù)據(jù)結構和工作過程，并實現(xiàn)之。附加要求：請在設計的課后完成具有進程調(diào)度和管理的內(nèi)核的編寫。6月 13日完成實模式下引導程序的編寫。6月 15日完成實模式引導程序和內(nèi)核加載程序編寫。參考資料隨任務布置的相關電子文檔。，在設計內(nèi)容、參數(shù)、要求等方面應有所區(qū)別。 本設計任務是設計一個微型操作系統(tǒng)。裸機啟動的過程，實現(xiàn)實模式下從軟盤引導計算機的啟動。 “內(nèi)核”部分實現(xiàn)鍵盤中斷，中斷服務程序讀取鍵盤值并顯示出來。通過分析，該設計需要完成以下任務：（1）搭建虛擬機環(huán)境，為編寫一個微操作系統(tǒng)奠定基礎。（3）完成在實模式下從軟盤引導計算機。理解 GDT在保護模式的工作機理。最后切換到內(nèi)核。現(xiàn)在的操作系統(tǒng)除了最低層的部份之外，均由高級語言完成，在本設計中也將用高級語言來編寫內(nèi)核。用匯編寫的引導程序，把 C 語言寫的內(nèi)核載入并執(zhí)行，這就是本設計將要完成的主要任務。intel 8259a 可編程中斷控制器可以為 CPU 處理 8 位優(yōu)先級中斷，而且，無須額外電路即可級聯(lián)擴展至 64 位優(yōu)先級中斷處理。 功能模塊圖該設計的功能模塊如下圖所示：圖 功能模塊圖 計算機引導程序本程序的主要功能是實現(xiàn)實模式和保護模式的切換。需要建立合適的全局描述符表，并使用 GDTR 指向該 GDT。 (2)由實模式切換到保護模式 在做好準備后，從實模式切換到保護模式原則上只要把控制寄存器 CR0 中的 PE 位置1 即可。 微型操作系統(tǒng)實模式下從軟盤引導計算機“內(nèi)核”實現(xiàn)鍵盤中斷并顯示鍵盤值從鍵盤輸入值中斷響應顯示 or eax , 1 mov cr0 ,eax 實際情況要比這復雜些。為此，緊接著這三條指令，安排一條如下所示的段間轉(zhuǎn)移指令 jmp gdt_code_addr:code_32 。利用這條段間轉(zhuǎn)移指令可把保護模式下代碼段的選擇子裝入 CS，同時也刷新指令預取隊列。 內(nèi)核鍵盤中斷實現(xiàn)要使用中斷方式，就必須編寫中斷處理程序，通過 IDT（中斷描述符表）讓 CPU知道此中斷的中斷處理程序在什么地方，此表的每一個表項對應一個中斷，每一個表項都指明此中斷的中斷處理程序在什么地方。 中斷描述符表一共可有 256項，即 256個中斷。可編程中斷控制器（PIC）功能上是中斷驅(qū)動系統(tǒng)環(huán)境下的總管家，決定哪一個輸入優(yōu)先級最高，確定輸入請求是否擁有比當前服務級別更高的優(yōu)先級，并且將決定出的中斷通知 CPU。實際上有兩上 PIC，第一個PIC1(端口號 0x20~0x21)處理 IRQ0~IRQ7的請求，第二個 PIC2(端口號0xA0~0xA1)處理 IRQ8~IRQ15 的請求 CPU只知道邏輯意義上的中斷，不區(qū)分是物理上的軟件中斷還是硬件中斷，因此必須把 CPU不知道的物理中斷，映射為CPU知道的邏輯意義上的中斷。通過發(fā)送一些 ICW(初始化命令字）來實現(xiàn)對 PICs的控制和初始化。out %al,$0x20 \n)。out %al,$0xA0 \n)。out %al,$0x21 \n)。out %al,$0xA1 \n)。out %al,$0x21 \n)。out %al,$0xA1 \n)。out %al,$0x21 \n)。out %al,$0xA1 \n)。out %al,$0x21 \n)。out %al,$0xA1 \n)。通過這兩條內(nèi)嵌匯編：__asm__(mov $0xfd,%al。 __asm__(mov $0xff,%al。就可以在保護模式下打開鍵盤中斷。 數(shù)據(jù)定義 bootdrive db 0 。 GDT 定義，此處定義段及段描述符 gdt: gdt_null: dd 0 dd 0 。求得代碼段在 GDT表中的位置 gdt_code: dw 0xffff 。 基地址（24 位) db 0 db 10011010b。 gdt_data_addr equ $ gdt。 指明此是數(shù)據(jù)段，可讀可寫 db 11001111b db 0 gdt_end: gdt_addr: dw gdt_end gdt 1 。 GDT 表的位置 main: 。 得到啟動的驅(qū)動器號 xor ax , ax 。 清屏 。 設置清屏功能號
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