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什么是WRK
??? WRK的全稱是“Windows Research Kernel”，它是微軟為高校操作系統(tǒng)課程提供的可修改和跟蹤的操作系統(tǒng)教學(xué)平臺(tái)。它給出了Windows這個(gè)成功的商業(yè)操作系統(tǒng)的內(nèi)核大部分代碼，可以對(duì)其進(jìn)行修改、編譯，并且可以用這個(gè)內(nèi)核啟動(dòng)Windows操作系統(tǒng)。可讓學(xué)生將操作系統(tǒng)基本原理和商業(yè)操作系統(tǒng)內(nèi)核聯(lián)系起來(lái)，進(jìn)一步加深對(duì)操作系統(tǒng)整體的理解。

WRK的特點(diǎn)功能介紹
??? 在本科的操作系統(tǒng)教學(xué)中，能夠提供一個(gè)展示真實(shí)操作系統(tǒng)是如何工作的環(huán)境是很重要的。但目前普遍使用的教學(xué)平臺(tái)大多是非真實(shí)的、模擬的環(huán)境，這可能使同學(xué)對(duì)操作系統(tǒng)的理解出現(xiàn)偏差。同時(shí)教學(xué)平臺(tái)要求在學(xué)生的理解和修改的基礎(chǔ)上能夠真實(shí)的運(yùn)行起來(lái)，所以我們采用WRK作為操作系統(tǒng)課程的教學(xué)實(shí)踐平臺(tái)。WRK平臺(tái)隸屬于Windows Academic Program項(xiàng)目，是微軟公司將Windows Kernel的核心技術(shù)融入到高校的教學(xué)和科研中的產(chǎn)物。該平臺(tái)是基于Windows操作系統(tǒng)的真實(shí)內(nèi)核代碼進(jìn)行提煉、修改形成的。它在操作系統(tǒng)教學(xué)方面具有以下幾個(gè)突出的優(yōu)點(diǎn)：

• 可運(yùn)行在真實(shí)的硬件平臺(tái)
  ??? WRK是建立在真實(shí)的NT內(nèi)核基礎(chǔ)上的，實(shí)現(xiàn)了線程調(diào)度、內(nèi)存管理、I/O管理、文件系統(tǒng)等操作系統(tǒng)所必須的組成部分。
  ??? 可以將編譯出的內(nèi)核放到裝有Windows 2003的機(jī)器上，通過(guò)增加啟動(dòng)項(xiàng)，指定從WRK內(nèi)核啟動(dòng)。通過(guò)修改編譯時(shí)的選項(xiàng)，可以支持X86和AMD64兩種架構(gòu)。
  當(dāng)然，我們也可以使用虛擬機(jī)運(yùn)行WRK。可以防止修改過(guò)的代碼對(duì)真實(shí)的硬件和文件系統(tǒng)產(chǎn)生負(fù)面影響；也可以方便的通過(guò)串口進(jìn)行調(diào)試。
• 包含操作系統(tǒng)中很多概念的具體實(shí)現(xiàn)
  ??? 現(xiàn)代操作系統(tǒng)原理中包含了很多的概念，如線程、虛擬內(nèi)存、硬件抽象等等。一些模擬的操作系統(tǒng)由于各種原因無(wú)法將這些概念付諸實(shí)際，這樣就導(dǎo)致學(xué)生在學(xué)習(xí)的過(guò)程中，獲得的只是一些空洞的知識(shí)。WRK中將Windows的各種實(shí)現(xiàn)都展示了出來(lái)。
• 調(diào)試比較方便，隨機(jī)性使體驗(yàn)更加真實(shí)
  ??? 一般來(lái)說(shuō)，操作系統(tǒng)內(nèi)核的調(diào)試需要兩臺(tái)計(jì)算機(jī)。一臺(tái)作為宿主機(jī)，運(yùn)行需要調(diào)試的內(nèi)核；另一臺(tái)作為調(diào)試機(jī)，運(yùn)行調(diào)試程序。兩臺(tái)機(jī)器通過(guò)串口進(jìn)行連接，傳送調(diào)試指令和調(diào)試數(shù)據(jù)。因?yàn)閃RK可以運(yùn)行在虛擬機(jī)上，我們可以通過(guò)一個(gè)命名管道連接虛擬機(jī)和物理機(jī)。將虛擬機(jī)作為宿主機(jī)，而物理機(jī)器作為調(diào)試機(jī)來(lái)進(jìn)行調(diào)試。
  ??? 不確定性是操作系統(tǒng)所必須具有的特征。WRK運(yùn)行在真實(shí)的硬件平臺(tái)上，各種硬件中斷的隨機(jī)性和不確定性賦予了WRK天生的不確定性。當(dāng)然，這個(gè)不確定性對(duì)于我們也是具有兩面性的，一方面展示的真實(shí)操作系統(tǒng)的特征；另一方面，對(duì)于我們內(nèi)核的調(diào)試也具有不確定性。
• 結(jié)構(gòu)清晰，易于分模塊閱讀
  WRK具有非常清晰的目錄結(jié)構(gòu)，將所有代碼分布在16個(gè)文件夾中。如下表：
  表格 1 WRK目錄列表
  模塊目錄???? 模塊功能
  cache\????? cache manager
  config\????? registry implementation
  dbgk\??????? user-mode debugger support
  ex\???????????executive functions (kernel heap, synchronization, time)
  fsrtl\?????????file system run-time support
  io\??????????? I/O manager
  ke\?????????? scheduler, CPU management, low-level synchronization
  lpc\?????????? local procedure call implementation
  mm\??????????virtual memory manager
  ob\?????????? kernel object manager
  ps\?????????? process/thread support
  se\?????????? security functions
  wmi\?????????Windows Management Instrumentation
  inc\??????????NTOS-only include files
  rtl\?????????? kernel run-time support
  init\??????????kernel startup
  ??? WRK的代碼量相當(dāng)大，源代碼有47M。所以，隨著操作系統(tǒng)課程的進(jìn)行，同學(xué)可以有針對(duì)性的閱讀某一個(gè)模塊的代碼，能夠更好的理論聯(lián)系實(shí)際。
• 代碼質(zhì)量高
  ??? WRK是用C語(yǔ)言來(lái)實(shí)現(xiàn)的。這是考慮到了操作系統(tǒng)內(nèi)核效率的問(wèn)題。WRK代碼質(zhì)量很高，規(guī)范很好，可以通過(guò)閱讀提高自己的水平。

  ??? 下面介紹如何編譯WRK。

  ??? 1.用VMware安裝一個(gè)windows server 2003系統(tǒng)(以下所指系統(tǒng)如未加說(shuō)明均為該windows 2003虛擬機(jī))
  ??? 2.將WRK源碼拷貝到系統(tǒng)下C盤,將文件夾取名wrk(可以任意命名)
  ??? 3.將系統(tǒng)中的環(huán)境變量Path設(shè)置為 C:\wrk\tools\x86;%path%
  ??? 4.(在命令提示符中輸入)cd wrk\base\ntos
  ??? 5.(在命令提示符中輸入)nmake -nologo x86=
  ????????????? (內(nèi)核正在編譯...編譯完后在wrk\base\ntos\BUILD\EXE下生成內(nèi)核文件)
  ??? 6.將wrk\base\ntos\BUILD\EXE下的內(nèi)核文件拷貝到C:\windows\system32下
  ??? 7.(在命令提示符中輸入)在C:\windows\system32路徑下輸入link -dump -all hal.dll | findstr pdb命令,查看你的hal按照下面對(duì)照:
  ??? halacpi.dll -> halacpim.dll?? ; ACPI PIC-based PC [used by VirtualPC]
  ??? halaacpi.dll -> halmacpi.dll?? ; ACPI APIC-based PC
  ??? halapic.dll -> halmps.dll???? ; MPS
  ??? 8.進(jìn)入C:\wrk\WS03SP1HALS\x86目錄下,將相應(yīng)的hal文件夾下的文件(2個(gè))拷貝到C:\windows\system32下
  ??? 9.進(jìn)入C盤,將隱藏的文件boot.ini打開(kāi),在最后一行加入:
  ??????? multi(0)disk(0)rdisk(0)partition()\WINDOWS="test" /kernel=wrkx86.exe /hal=halmacpi.dll
  ??? 10.重新啟動(dòng),進(jìn)入新編譯好的內(nèi)核.

  ??? PS: 1.注意第9步中,發(fā)光的數(shù)字"2",該數(shù)值應(yīng)與原來(lái)最后一句中的一致(否則進(jìn)入系統(tǒng)時(shí)會(huì)出現(xiàn)沒(méi)有找到引導(dǎo)盤)
  ?????? ?? 2.如果還是進(jìn)入不了系統(tǒng),則下載win2003sp1ch進(jìn)行系統(tǒng)升級(jí).