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1、桂林电子科技大学综合设计说明书用纸GeekOS 操作系统课程设计说明书题 目： GeekOS 操作系统的研究与实验 学 院： 计算机科学与工程学院 专 业： 信息安全 姓 名： 学 号： 指导教师： 2015 年 06 月 12 日桂林电子科技大学综合设计说明书用纸目 录1 GEEKOS 简介 .11.1 GEEKOS 系统源代码结构 .12 课程设计环境 .23 项目 0 的设计实现 .33.1 项目设计目的 .33.2 项目设计要求 .33.3 项目实现原理 .33.4 项目实现过程 .33.5 运行结果 .54 项目 1 的设计实现 .64.1 项目设计目的 .64.2 项目设计要求 .
2、64.3 项目实现原理 .64.4 项目实现过程 .84.5 运行结果 .95 项目 2 的设计实现 .105.1 项目设计目的 .105.2 项目设计目的 .105.3 项目实现原理 .115.4 项目实现过程 .135.5 运行结果 .236 遇到问题及解决方法 .237 课程设计总结 .24桂林电子科技大学综合设计说明书用纸 第 1 页 1 GeekOS 简介GeekOS 是一个基于 X86 架构的 PC 上运行的微操作系统内核，由美国马理兰大学的教师开发，主要用于操作系统课程设计，目的是使学生能够实际动手参与到一个操作系统的开发工作中。出于教学目的，这个系统内核设计简单，却又兼备实用性
3、，它可以运行在真正的 X86 PC 硬件平台。作为一个课程设计平台,GeekOS 由一个基本的操作系统内核作为基础,提供了操作系统与硬件之间的所有必备接口,实现了系统引导,实模式到保护模式的转换,中断调用及异常处理,基于段式的内存管理,FIFO 进程调度算法以及内核进程,基本的输入输出(键盘作为输入设备,显示器作为输出设备),以及一个用于存放用户程序的只读文件系统PFAT。学生可以在 Linux 或 Unix 环境下对其进行功能扩充，且其针对进程、文件系统、存储管理等操作系统核心内容分别设计了 7 个难度逐渐增加的项目供学生选择 。1.1 GeekOS 系统源代码结构GeekOS 操作系统源文
4、件 geekos-0.3.0.zip 可以从 http:/下载。图 1.1 GeekOS 系统主目录在 doc 目录里的文件 hacking.pdf 和 index.htm 是 GeekOS 系统的参考文档。Scripts目录下有 startProject 和 removeEmptyConflicts 两个脚本文件。GeekOS 系统的源文件在src 目录下，分为 7 个项目：Project0 到 Project7。在 build 文件夹中，包含系统编译后的可执行文件的文件、软盘镜像或是硬盘镜像、makefile 项目管理文件。在 include 文件夹中有 GeekOS 和 libc 两个子
5、目录，在 GeekOS 子目录中有 kthread.h、keyboard.h 等文件。桂林电子科技大学综合设计说明书用纸 第 2 页 图 1.2 项目文件结构图2 课程设计环境1. 虚拟机软件：VMware Workstation 10.0。2. 虚拟系统：linux 系统 CentOS 6.0。3. NASM 汇编器。4. GNU gcc 编译器。5. GNU gdb 调试器。6. Sourse Insight：程序编辑器和代码浏览器。7. Bochs：GeekOS 运行于 Windows(或 Linux)下的 Bochs PC 模拟器，Bochs 是用 C+ 开发的可移植的 IA-32 (
6、x86) PC 模拟器，它包括对 Intel x86 CPU 、通用 I/O 设备和可定制的 BIOS 的模拟,几乎可以运行在所有流行的平台上。在本次课设中使用的是 bochs 2.6。图 2.1 课设环境桂林电子科技大学综合设计说明书用纸 第 3 页 3 项目 0 的设计实现3.1 项目设计目的熟悉 GeekOS 的项目编译、调试和运行环境，掌握 GeekOS 运行工作过程。3.2 项目设计要求1.搭建 GeekOS 的编译和调试平台，掌握 GeekOS 的内核进程工作原理。2.熟悉键盘操作函数，编程实现一个内核进程。该进程的功能是：接收键盘输入的字符并显示到屏幕上，当输入 ctrl+d 时
7、，结束进程的运行。3.3 项目实现原理项目 0 主要要求设计一个函数对键盘的中断进行响应。这主要通过使用 GeekOS 提供的键盘响应函数 Wait_Kernel_Thread 进行键盘中断的响应和返回键值。该函数首先检查键盘缓冲区是否有按键，如果有，就读取一个键码，如果此时键盘缓冲区没有键值，就将线程放入键盘事件等待队列。于是可分为两步完成：1.编写函数 EchoCount，函输功能是：接受键盘输入的按键，并将键值显示在显示器，当输入 Ctrl+D 退出。2.在 Main 函数体内调用 Start_Kernel_Thread 函数，将编写的函数地址传递给startFunc，建立一个内核进程。
8、3.4 项目实现过程1.添加代码（1）在 Main 函数中编写一个函数，函数功能是：接收键盘输入的按键，并将键值显示到显示器的函数，当输入 Ctrl+D 就退出。void project0()Print(To Exit hit Ctrl + d.n);Keycode keycode;while(1) if( Read_Key(&keycode) ) /读取键盘按键状态if(!( (keycode & KEY_SPECIAL_FLAG) | (keycode & KEY_RELEASE_FLAG) ) /只处理非特殊按键的按下事件int asciiCode = keycode /低 8 位为 Ascii 码if( (keycode & KEY_CTRL_FLAG)=KEY_CTRL_FLAG & asciiCode=d) /按下 Ctrl 键 Print(n-BYE!-n); Exit(1); else Print(%c,(asciiCode=r) ? n : keycode);桂林电子科技大学综合设计说明书用纸 第 4 页 /放在 main 函数之前（2） 在 Main 函数体内调用 Start_Kernel_Thread 函数，将步骤 1 编写的函数地址传递给参数 startFunc
