4-1?課堂練習4.1：段式內存管理

段式內存管理以段為單位分配內存空間，段內連續，段間可以不連續。段可以很大，比如數據段、代碼段、棧段等。本實訓分析 Linux 0.11 的段式內存管理技術。

第1關1 號進程 mynext 變量的邏輯地址與線性地址

任務描述

本關任務調試版本 1.3 內核并回答問題：

1. 1 號進程的函數調用 output_char() 所對應的第一條匯編指令的地址是多少？
2. 1 號進程的 mynext 變量所在的段地址和段內偏移是多少？該段地址對應到幾號描述符？存放在哪個段描述符表中（GDT/LDT）？
3. 1 號進程的進程控制塊中的 ldt 數組的起始地址是多少？其中 1 號和 2 號描述符里存放的段起始地址分別是多少？
4. 1 號進程的 mynext 變量所在的線性地址是多少？

相關知識

為了完成本關任務，你需要掌握： 1.如何查看 1 號進程的函數調用 output_char() 所對應的匯編指令； 2.如何計算 1 號進程的 mynext 變量的邏輯地址(段地址:段內偏移)； 3.段寄存器值(如 ds )的含義是什么； 4.如何查看進程的 LDT ； 5.如何從段描述符的值計算出段的起始地址。

環境準備

本實訓 5 個關卡全部使用版本 1.3 內核進行調試，內核文件存放在/data/workspace/myshixun/exp1下。

實驗過程及答案

實驗過程

ls /data/workspace/myshixun/exp1
cp /data/workspace/myshixun/exp1/1.3.tgz ~/os

cd os/linux-0.11-lab
tar -zxvf ../1.3.tgz 1.3

rm -rf cur
ln -s 1.3 cur
ls

cd 1.3/linux
make

cd ../..
./rungdb

另開一個終端

cd os/linux-0.11-lab
./mygdb

答案

第2關0號進程 mynext 變量的邏輯地址與線性地址

任務描述

本關任務調試版本 1.3 內核回答問題：

1. 0 號進程的函數調用 output_char() 所對應的第一條匯編指令的地址是多少？
2. 0 號進程的 mynext 變量所在的段地址和段內偏移是多少？該段地址對應到幾號描述符？存放在哪個段描述符表中（GDT/LDT）？
3. 0 號進程的進程控制塊中的ldt數組的起始地址是多少？其中 1 號和 2 號描述符里存放的段起始地址分別是多少？
4. 0 號進程的 mynext 變量所在的線性地址是多少？

相關知識

為了完成本關任務，你需要掌握：

1. 如何查看 0 號進程的函數調用 output_char() 所對應的匯編指令；
2. 如何計算 0 號進程的 mynext 變量的邏輯地址(段地址:段內偏移)；
3. 段寄存器值(如 ds )的含義是什么；
4. 如何查看進程的 LDT ；
5. 如何從段描述符的值計算出段的起始地址。

編程要求

根據相關知識，修改版本 1.3 內核回答問題： 通過 gdb 調試查找答案，將第二關的答案填寫在/data/workspace/myshixun/第二關.txt中。

1. 0 號進程的函數調用 output_char() 所對應的第一條匯編指令的地址是多少？

2. 0 號進程的 mynext 變量所在的段地址和段內偏移是多少？該段地址對應到幾號描述符？存放在哪個段描述符表中（GDT/LDT）？

3. 0 號進程的進程控制塊中的 ldt 數組的起始地址是多少？其中 1 號和 2 號描述符里存放的段起始地址分別是多少？

4. 0 號進程的 mynext 變量所在的線性地址是多少？

實驗過程及答案

延用第一關配置，非必要不重新配置環境

實驗過程

ls /data/workspace/myshixun/exp1
cp /data/workspace/myshixun/exp1/1.3.tgz ~/os

cd os/linux-0.11-lab
tar -zxvf ../1.3.tgz 1.3

rm -rf cur
ln -s 1.3 cur
ls

cd 1.3/linux
make

cd ../..
./rungdb

另開一個終端

cd os/linux-0.11-lab
./mygdb

答案

4-2?課堂練習4.1：段式內存管理

段式內存管理以段為單位分配內存空間，段內連續，段間可以不連續。段可以很大，比如數據段、代碼段、棧段等。本實訓分析 Linux 0.11 的段式內存管理技術。

第1關0號進程和1號進程的mynext變量的取值變化

任務描述

本關任務調試版本 1.3 內核回答問題：

1. 1 號進程的 output_char 函數調用會執行幾次？
2. 每次調用時，1 號進程和 0 號進程的 mynext 變量的值分別是多少？

相關知識

為了完成本關任務，你需要掌握：

1. 如何查看 1 號進程的函數調用 output_char() 所對應的匯編指令；
2. 在 gdb 中如何正確查看 1 號進程的 mynext 變量的值；
3. 如何在斷點被捕獲時自動執行一組命令；
4. 段寄存器值(如 ds )的含義是什么；
5. 如何查看進程的 LDT 。

編程要求

根據相關知識，修改版本 1.3 內核回答問題： 通過 gdb 調試查找答案，將第三關的答案填寫在/data/workspace/myshixun/第三關.txt中。

1. 1 號進程的 output_char 函數調用會執行幾次？
2. 每次調用時，1 號進程和 0 號進程的 mynext 變量的值分別是多少？

實驗過程及答案

實驗過程

ls /data/workspace/myshixun/exp1
cp /data/workspace/myshixun/exp1/1.3.tgz ~/os

cd os/linux-0.11-lab
tar -zxvf ../1.3.tgz 1.3

rm -rf cur
ln -s 1.3 cur
ls

cd 1.3/linux
make

cd ../..
./rungdb

另開一個終端

cd os/linux-0.11-lab
./mygdb

由前兩關實驗我們得到了0號進程和1號進程的線性地址

答案

第2關LDTR 寄存器

任務描述

本關任務調試版本 1.3 內核回答問題：

1. 1 號進程（在用戶態）運行時，LDTR 寄存器的值是多少？它指向 GDT 中的幾號描述符？該段描述符內的段起始地址是多少？指向哪個進程的 ldt 數組？
2. 0 號進程（在用戶態）運行時，LDTR 寄存器的值是多少？它指向 GDT 中的幾號描述符？該段描述符內的段起始地址是多少？指向哪個進程的 ldt 數組？

相關知識

為了完成本關任務，你需要掌握：

1. 在 bochsdbg 中如何跟蹤到 1 號進程（在用戶態）運行時；
2. 如何查看 1 號進程的函數調用 output_char() 所對應的匯編指令；
3. 在 bochsdbg 中如何查看 LDTR 的值？其含義是什么？
4. 段寄存器值(如 DS )的含義是什么；
5. 如何查看進程的 LDT ；
6. 如何從段描述符的值計算出段的起始地址。

編程要求

根據相關知識，修改版本 1.3 內核回答問題： 通過 gdb 調試查找答案，將第四關的答案填寫在/data/workspace/myshixun/第四關.txt中。

1. 1 號進程（在用戶態）運行時，LDTR 寄存器的值是多少？它指向 GDT 中的幾號描述符？該段描述符內存的段起始地址是多少？指向哪個進程的 ldt 數組？
2. 0 號進程（在用戶態）運行時，LDTR 寄存器的值是多少？它指向 GDT 中的幾號描述符？該段描述符內存的段起始地址是多少？指向哪個進程的 ldt 數組？

實驗過程及答案

延用第一關配置，非必要不重新配置環境

實驗過程

ls /data/workspace/myshixun/exp1
cp /data/workspace/myshixun/exp1/1.3.tgz ~/os

cd os/linux-0.11-lab
tar -zxvf ../1.3.tgz 1.3

rm -rf cur
ln -s 1.3 cur
ls

cd 1.3/linux
make

cd ../..
./rundbg

答案

?第3關內核代碼段和數據段的段基址

任務描述

本關任務調試版本 1.3 內核回答問題：

1. 0 號進程執行到 sys_pause 時，默認數據段（CS）和默認數據段（DS）的值分別是多少？其基地址分別是多少？
2. 1 號進程執行到 sys_pause 時，默認數據段（CS）和默認數據段（DS）的值分別是多少？其基地址分別是多少？

相關知識

為了完成本關任務，你需要掌握：

1. 在 gdb 中如何查看全局描述符表；
2. 在 Linux 0.11 中，內核程序運行時訪問的線性地址空間是什么?；
3. 在 bochsdbg 中如何查看 LDTR 的值？其含義是什么?；
4. 段寄存器值(如 DS )的含義是什么；
5. 如何從段描述符的值計算出段的起始地址。

編程要求

根據相關知識，修改版本 1.3 內核回答問題： 通過 gdb 調試查找答案，將第五關的答案填寫在/data/workspace/myshixun/第五關.txt中。

1.0 號進程執行到 sys_pause 時，默認數據段（CS）和默認數據段（DS）的值分別是多少？其基地址分別是多少？ 2.1 號進程執行到 sys_pause 時，默認數據段（CS）和默認數據段（DS）的值分別是多少？其基地址分別是多少？

實驗過程及答案

延用第一關配置，非必要不重新配置環境

實驗過程

ls /data/workspace/myshixun/exp1
cp /data/workspace/myshixun/exp1/1.3.tgz ~/os

cd os/linux-0.11-lab
tar -zxvf ../1.3.tgz 1.3

rm -rf cur
ln -s 1.3 cur
ls

cd 1.3/linux
make

cd ../..
./rungdb

另開一個終端

cd os/linux-0.11-lab
./mygdb

答案