实验六-分页存储器管理

上海应用技术学院

程序设计语言实验报告

实验名称分页存储器管理实验序号实验六实验日期

姓名学号指导教师

专业计算机科学与技术班级成绩

一、实验目的及要求

学习i386处理器的二级页表硬件机制，理解分页存储器管理原理。

查看EOS应用程序进程和系统进程的二级页表映射信息，理解页目录和页表的管理方式。编程修改页目录和页表的映射关系，理解分页地址变换原理。

二、实验环境

Windows XP；Tevation OS Lab。

三、实验内容

1 准备实验

按照下面的步骤准备本次实验：

1.启动OS Lab。

2.新建一个EOS应用程序项目，如图1。

图1

2 查看EOS应用程序进程的页目录和页表

使用OS Lab打开本实验文件夹中的memory.c和getcr3.asm文件如图2（将文件拖动到

OS Lab窗口中释放即可打开）。按照下面的步骤查看EOS应用程序进程的页目录和页表：

图2

1.使用memory.c文件中的源代码替换之前创建的EOS应用程序项目中EOSApp.c文件中

的源代码，如图3。

图3

2.右键点击“项目管理器”窗口中的“源文件”文件夹节点，在弹出的快捷菜单中选择

“添加”中的“添加新文件”。

3.在弹出的“添加新文件”对话框中选择“asm 源文件”模板。

4.在“名称”中输入文件名称“func”。

5.点击“添加”按钮添加并自动打开文件func.asm，如图4。

图4

6.将getcr3.asm文件中的源代码复制到func.asm文件中，如图5。

图5

7.按F7生成修改后的EOS应用程序项目，如图6。

图6

8.按F5启动调试，如图7。

图7

9.应用程序执行的过程中，会将该进程的二级页表映射信息输出到虚拟机窗口和OS Lab

“输出”窗口中。

10.将“输出”窗口中的内容复制到一个文本文件中。

3 查看应用程序进程和系统进程并发时的页目录和页表

需要对EOS应用程序进行一些修改：

1.结束之前的调试。

2.取消EOSApp.c第121行语句（该语句会等待10秒）的注释。

3.按F7生成修改后的EOS应用程序项目。

4.按F5启动调试，如图8。

图8

5.在“Console-1”中会自动执行EOSApp.exe，创建该应用程序进程，利用其等待10秒

的时间，按Ctrl+F2切换到“Console-2”。

6.在“Console-2”中输入命令“mm”后按回车，会将系统进程的二级页表映射信息输

出到虚拟机窗口和OS Lab的“输出”窗口，输出内容如图2（b）。注意，在图2（b）中添加了一些空行，方便与图2（a）比较。应用程序在等待10秒后又会输出和图2（a）一致的内容。

7.将“输出”窗口中的内容复制到一个文本文件中。

控制台命令“mm”对应的源代码在EOS内核项目ke/sysproc.c文件的ConsoleCmdMemoryMap函数中（第246行），与memory.c文件中的源代码基本类似。

4 查看应用程序进程并发时的页目录和页表

需要对EOS应用程序进行一些修改：

1.结束之前的调试。

2.取消EOSApp.c第201行语句（该语句会等待10秒）的注释。

3.按F7生成修改后的EOS应用程序项目。

4.按F5启动调试，如图8。

图8

5.在“Console-1”中会自动执行EOSApp.exe，创建该应用程序进程，利用其等待10秒

的时间，按Ctrl+F2切换到“Console-2”。

6.在“Console-2”中输入“eosapp”后按回车，再执行一个EOSApp.exe。

7.由EOSApp.exe创建的两个并发进程会先后在各自的控制台和“输出”窗口中，输出各

自的二级页表映射信息。输出的内容如图3。

8.将“输出”窗口中的内容复制到一个文本文件中。

5 在二级页表中映射新申请的物理页

首先验证第一个结论：

1.新建一个 EOS Kernel项目。

2.打开ke/sysproc.c文件和本实验文件夹中的MapNewPage.c文件，如图9。

图9

3.在sysproc.c文件的ConsoleCmdMemoryMap函数中找到“关中断”的代码行（第278

行），将MapNewPage.c文件中的代码插入到“关中断”代码行的后面。

4.按F7生成该内核项目。

5.按F5启动调试。

6.在EOS控制台中输入命令“mm”后按回车。

7.OS Lab会弹出一个调试异常对话框，选择“是”调试异常。

8.黄色箭头指向访问虚拟地址0xE0000000的代码行。由于该虚拟地址没有映射物理内

存（图2和图3中都未映射该虚拟地址），所以对该虚拟地址的访问会触发异常。9.结束此次调试，然后删除或者注释会触发异常的该行代码，如图10。

图10

按照下面的步骤验证其它结论：

1.按F7生成该内核项目。

2.按F5启动调试。

3.在EOS控制台中输入命令“mm”后按回车。

4.在OS Lab的“输出”窗口中查看执行的结果，并将“输出”窗口中的内容复制到一个

文本文件中，如图11。

图11