操作系統(tǒng)(第一個實驗)..

1、操作系統(tǒng)實驗報告課程名稱操作系統(tǒng)實驗課程編號0906553實驗項目名稱實驗環(huán)境的使用學號年級姓名專業(yè)學生所在學院指導教師實驗室名稱地點哈爾濱工程大學計算機科學與技術學院第一講實驗環(huán)境的使用一、實驗概述1. 實驗名稱實驗環(huán)境的使用2. 實驗目的(1) 熟悉操作系統(tǒng)集成實驗環(huán)境 OS Lab的基本使用方法。(2) 練習編譯、調試EOS操作系統(tǒng)內核以及EOS應用程序3. 實驗類型|(驗證、設計)驗證型實驗4. 實驗內容(1) 學習OS Lab的基本使用方法；(2) EOS內核項目的生成和調試；(3) EOS應用程序項目的生成和調試。二、實驗環(huán)境EOS操作系統(tǒng)和OS Lab集成實驗環(huán)境，主要運用了C語

2、言。三、實驗過程1源程序并附上注釋/*定義控制臺應用程序的入口點*/#in elude "con sole.h"int main (i nt argc, char* argv)/* TODO:在此處添加自己的代碼*/int Func(int n);/聲明Func()函數(shù)int n=0;n=Func(10);/調用Func()函數(shù)prin tf("Hello world!n");輸出return 0;int Func(int n)/定義 Func()函數(shù)n=n+1;return n;2.程序運行時的初值和運行結果（1）啟動 OS Lab在安裝有 OS La

3、b 的計算機上，可以使用兩種不同的方法來啟動OS Lab：在桌面上雙擊“Tevation OSLab"圖標；或者點擊"開始”菜單，在"程序”中的"TevationOS Lab ”中選擇"Tevation OS Lab ”。OS Lab 每次啟動后都會首先彈出一個用于注冊用戶信息的對話框（可以選擇對話框標 題欄上的“幫助”按鈕獲得關于此對話框的幫助信息） 。在此對話框中填入學號和姓名后， 點擊“確定”按鈕完成本次注冊。（2）學習 OS Lab 的基本使用方法：1）新建Windows控制臺應用程序項目新建一個 Windows控制臺應用程序項目的步驟

4、如下：1.1）在“文件”菜單中選擇“新建” ，然后單擊“項目” 。1.2）在“新建項目”對話框中，選擇項目模板“控制臺應用程序（c） ”。1.3）在“名稱”中輸入新項目使用的文件夾名稱“ oslab ”。1.4）在“位置”中輸入新項目保存在磁盤上的位置“ C:test ”。1.5）點擊“確定”按鈕。2）生成項目：在“生成”菜單中選擇“生成項目” 。在項目生成過程中， “輸出”窗口會實時顯示生成 的進度和結果。如果源代碼中不包含語法錯誤，會在最后提示生成成功。如果源代碼中存在語法錯誤， “輸出”窗口會輸出相應的錯誤信息（包括錯誤所在文件 的路徑，錯誤在文件中的位置，以及錯誤原因） ，并在最后提示

5、生成失敗。此時在“輸出” 窗口中雙擊錯誤信息所在的行， OS Lab 會使用源代碼編輯器打開錯誤所在的文件，并自動 定位到錯誤對應的代碼行。 可以在源代碼文件中故意輸入一些錯誤的代碼 （例如刪除一個代 碼行結尾的分號） ，然后再次生成項目，然后在“輸出”窗口中雙擊錯誤信息來定位存在錯 誤的代碼行，將代碼修改正確后再生成項目?？啥蘒 .h OetiUQ文件（E】tRIBCE） 柳KKQ 3HEKB） 出農（日）凋國皿 工良CD ®QM） 譽助迫）HC4IhSCl*回Q如文伴 冏 c-onxal-H. b 曰L_/遅立件匸 1C«n£4il«. c A K匕

6、2!6V4J516171a9oLl'aa1111rnrKnl0,i：丙陽 定義廷制占應用程JT的入點*7include console h"nTH.iriaiinCint ai'gCj.ar'avlJ)/* TOGO:在此處添加自己的代碼 printfCrHello worldL ;return 0:駅出eonsole.c正在鏈槎.console -統(tǒng)計到Q個謹堡 0個警告=就匾廳E尹1tns3）執(zhí)行項目在OS Lab中選擇調試”菜單中的 開始執(zhí)行（不調試）”，可以執(zhí)行剛剛生成的Windows控制臺應用程序。啟動執(zhí)行后會彈出一個Windows控制臺窗口，顯示控

7、制臺應用程序輸出的內容。按任意鍵即可關閉此Windows控制臺窗口。4）調試項目在開始練習各種調試功能之前，首先需要對剛剛創(chuàng)建的例子程序進行必要的修改，步驟如下：4.1） 右鍵點擊 項目管理器”窗口中的 源文件”文件夾節(jié)點，在彈出的快捷菜單中選擇添 加”中的添加新文件”。4.2）在彈出的 添加新文件”對話框中選擇 C源文件”模板。4.3） 在名稱”中輸入文件名稱func ”。4.4 ）點擊 添加”按鈕，添加并自動打開文件func.c。4.5 ）在func.c 文件中添加函數(shù)：Func。4.6） 點擊源代碼編輯器上方的 con sole.c標簽，切換到con sole.c文件。修改ma in函數(shù)

8、。7cons1 aleTevat ion OS Lab* TOM:庫也添扯自己代碼x, int Fur>c (int n);int T1fQ； n=Func(10); print f ( "Hello warldlXn").tf Include " cansalc. Kreturn 0:LJ int mainCitiit ars<：j char* arffvLJ J A 定義莊刮呂鈕.用俚坪的人口為*/玄件（E）9H«i：E：視圍血 理目刪 生iffitfl 鹹 口1 IAIZI皤口壇）剁知:苗J1 -J 町 二 # gbuglie :r 二

9、二J匚J卡以目蘭理醫(yī)屮 3E口nsnliij1t.rr.>-回actnE-il*曰g奘文件a 4軽丈忡旦匕c輪出空威2 AL a_func：. cC: t tstosl akAfuni e: 5:2: wami ns: m newline it end of file 正在魅按.CO=Dle蜿卄到0亍骼誡1心譬吿=生咸：南功=RE代碼修改完畢后按F7 （生成項目”功能的快捷鍵）。注意查看輸出”窗口中的內容，如果代碼中存在語法錯誤，就根據錯誤信息進行修改，直到成功生成項目。（4.1 ）使用斷點中斷執(zhí)行1.在main函數(shù)中定義變量n的代碼行intn = 0;上點擊鼠標右鍵，在彈出的快捷菜單中

10、選擇 插入/刪除斷點”，會在此行左側的空白處顯示一個紅色圓點，表示已經成功在此 行代碼添加了一個斷點。2. 在 調試"菜單中選擇 啟動調試”，Windows控制臺應用程序開始執(zhí)行，隨后OSLab窗口被自動激活，并且在剛剛添加斷點的代碼行左側空白中顯示一個黃色箭頭，表示程序已經在此行代碼處中斷執(zhí)行（也就是說下一個要執(zhí)行的就是此行代碼）。3.激活Win dows控制臺應用程序的窗口，可以看到窗口中沒有輸出任何內容，因為printf函數(shù)還沒有被執(zhí)行。（4.2 ）單步調試按照下面的步驟練習使用逐過程”功能：1. 在OS Lab的調試”菜單中選擇 逐過程”，逐過程”功能會執(zhí)行黃色箭頭當前指向的

11、代碼 行，并將黃色箭頭指向下一個要執(zhí)行的代碼行。2. 按F10（逐過程”功能的快捷鍵），黃色箭頭就指向了調用printf函數(shù)的代碼行。查看控制臺應用程序窗口，仍然沒有任何輸出。3. 再次按F10執(zhí)行printf函數(shù)，查看控制臺應用程序窗口，可以看到已經打印出了內容。4. 在調試”菜單中選擇 停止調試”結束此次調試。11；J丄JI)4ft Hf¥IfdttJ |A."|乜說T PVTst kun CPS Lab/* TODO:.在比處篩力n自U的也巧號*z lot Pune int rD ;int n=Q:n=F uo-i -= £1 -P±-a/b

12、9;E JTtHcl l a wLri 1 <J I,1234sfl-TS9G1234&6空刨白應用程序旳入段”it Include consol e- hw,_£ «iOb.LCil* 匕：q MT#*coriBol». h R、7陋立蚌*£11 cnnvl v < 曰 Curiic. -cIf(4.3 )查看變量的值在調試的過程中，OS Lab提供了三種查看變量值的方法，按照下面的步驟練習這些方法:1. 按F5啟動調試，仍然會在之前設置的斷點處中斷。2. 將鼠標移動到源代碼編輯器中變量n的名稱上，此時會彈出一個窗口顯示出變量n當前

13、的值(由于此時還沒有給變量 n賦值，所以是一個隨機值)。3. 在源代碼編輯器中變量n的名稱上點擊鼠標右鍵，在彈出的快捷菜單中選擇快速監(jiān)視”可以使用 快速監(jiān)視”對話框查看變量n的值。然后，可以點擊 關閉”按鈕關閉 快速監(jiān)視”對 話框。4. 在源代碼編輯器中變量n的名稱上點擊鼠標右鍵，在彈出的快捷菜單中選擇添加監(jiān)視變量n就被添加到了 監(jiān)視”窗口中。使用監(jiān)視”窗口可以隨時查看變量的值和類型。此時按F10進行一次單步調試，可以看到監(jiān)視”窗口中變量n的值會變?yōu)?。mt f unc L am n>.:lnt n=0, n=ftjrucQO>. prinlffHeilo orldLVi"

14、;） sr-e-iuvn D”Lhil（4.4 ）調用堆棧使用 調用堆?！贝翱诳梢栽谡{試的過程中查看當前堆棧上的函數(shù)，還可以幫助理解函數(shù)的調用層次和調用過程。按照下面的步驟練習使用調用堆?！贝翱冢?. 按F5啟動調試，仍然會在之前設置的斷點處中斷。2. 選擇 調試”菜單 窗口 ”中的 調用堆?！?，激活 調用堆棧”窗口。可以看到當前 調用堆棧 窗口中只有一個 main函數(shù)（顯示的內容還包括了參數(shù)值和函數(shù)地址）。曲*frgE* amhTlPe> 土訊!町就也）xn（u 口 C空，w*Mld）* * 左 _i i 丄円 i » ：-Q 匸. p# 3i 十產e*i I za iLUT

15、HLriWiS. *Tt.C- |n*t Fb"宵刖wol s*r l*f"rp in» pslnCin，- jut kg. hm-* ercv J >TtflZ+1I-.藥TOD6 在出“上涯.加自己晌代酊 FuTMv C 3 rT n5 .n.=d.une <1O> r.TitI. 1 WY1T J d L _TTjE j .M -di®吹.Jq "num. r用兌怦jj-需*值MSjH.UkihHwTff THK1i 1 La. Iw e«h"3 -IftM' £lB«XM

16、d-l J 北曰卯"1JL屋FI詁審1BfllK |3. 按F11（逐語句”功能的快捷鍵）調試，直到進入 Func函數(shù)，查看 調用堆?！贝翱诳梢园l(fā) 現(xiàn)在堆棧上有兩個函數(shù) Func和main。其中當前正在調試的 Func函數(shù)在棧頂位置，main函數(shù)在 棧底位置。說明是在 main函數(shù)中調用了 Func函數(shù)。4在調用堆?！贝翱谥须p擊main函數(shù)所在的行，會有一個綠色箭頭指向 main函數(shù)所在的行， 表示此函數(shù)是當前調用堆棧中的活動函數(shù)。同時，會將main函數(shù)所在的源代碼文件打開，并也使用一個綠色箭頭指向Fu nc函數(shù)返回后的位置。-ir&TLum O1,IHltata仃ii/*

17、TODO! in* Fw7 Iftl rQ, n=Fwnc：UP): pricnr("Hello warld.Ljn"),ch'l B imrtukja. a回曙i±l配» G爛月議弭ViElolwle %口2。1巳打SEPtCE «M'：E：i 也囲他)IS M (EJ 生屈IW WQJ TM-ITB =>曲駆tl汕3 F |十丸*耳匸i>oiin.(i-nl» u iREfnhl-rt廬工幀祖*« LJ-迪左斗*1 v涎工辺* h z g 左蚌辺* a5. 在調用堆?！贝翱谥须p擊Func函數(shù)所

18、在的行，可以重新激活此堆棧幀，并顯示對應的源 代碼。6. 反復雙擊 調用堆?！贝翱谥蠪unc函數(shù)和main函數(shù)所在的行，查看 監(jiān)視”窗口中變量n的值，可以看到在不同的堆棧幀被激活時，OSLab調試器會自動更新 監(jiān)視”窗口中的數(shù)據，顯示出對應于當前活動堆棧幀的信息。7. 結束此次調試。（3）EOS內核項目的生成和調試：3.1 ）新建EOS核項目 新建一個E0胴核項目的步驟如下：1. 在文件”菜單中選擇 新建”，然后單擊 項目”2. 在 新建項目”對話框中，選擇項目模板 EOS Kernel ”。3. 在 名稱”中輸入新項目使用的文件夾名稱eos ”。4. 在 位置”中輸入新項目保存在磁盤上的位置

19、“ ”。5. 點擊確定"按鈕。此項目就是一個E0礫作系統(tǒng)內核項目，包含了E0臊作系統(tǒng)內核的所有源代碼文件。3.2 ）生成項目1. 按F7生成項目，同時查看輸出”窗口中的內容，確認生成成功。2. 打開C:eosdebug文件夾，查看生成的對象文件和目標文件。找到boot.bin、loader.bin和kernel.dll三個二進制文件，這三個文件就是EOS作系統(tǒng)在運行時需要的可執(zhí)行文件。OS Lab每次啟動運行EOS操作系統(tǒng)之前，都會將這三個文件寫入一個軟盤鏡像文件中，然后 讓虛擬機運行這個軟盤鏡像中的EOS （相當于將寫有這三個二進制文件的軟盤放入一個物理機的軟盤驅動器中，然后按下開

20、機按鈕）。找到 libkernel.a文件，此文件是EO胴核文件kernel.dll 對應的導入庫文件。3.3 ）調試項目1. 在 項目管理器”窗口的ke文件夾中找到start.c文件節(jié)點，雙擊此文件節(jié)點使用源代碼編 輯器打開start.c文件。2. 在start.c 文件中 KiSystemStartup 函數(shù)的 KiInitializePic（）;"語句所在行（第 61 行）添加一個斷點。EOSB動時執(zhí)行的第一個內核函數(shù)就是KiSystemStartup函數(shù)。a =IhtmI打羽先可編軽申卅f?削器和“ta理壬冃計比需:A.土存|出 口 61KSIcillilblLxtPhcO.

21、t LJ ioKiln! 1 i al i rcPi t (),64/jj fell h幣/對容個晉譚模塊tWi第i步釗姑出，睨序本就亂*d niMr 4目 ibwh «6T；HxlrulialiewlJ-oapdeTBl口矗、.kj Tfiprx.uOblni ti al i zeSyxl heJ. (XPelni tlAlii zcSysicfnl 0.da*&L alni ti al izeSysl nd () B麗271-出TZMi/創(chuàng)建廉覽唐站爭搓.bdt v L Lacuna Lit73. 按F5啟動調試，虛擬機開始運行軟盤鏡像中的 EOS在虛擬機窗口中可以看到

22、EOSB動的 過程。隨后EO陰在剛剛添加的斷點處中斷執(zhí)行。 激活虛擬機窗口可以看到 EOS也不再繼續(xù)運 行了。各種調試功能（包括單步調試、查看變量的值和各個調試工具窗口）的使用方法與調試Win dows控制臺程序完全相同。4. 按F5繼續(xù)執(zhí)行。查看虛擬機窗口，顯示EO操作系統(tǒng)已經啟動，并且 EOS勺控制臺程序已經開始運行了。k.e-En.elTevfi-t OS LaAj口回岡交件迥 4H-：g）出國他）SBtEJ生岡刖ifl>；QI TJliir田OIBJ咄斡:HI空車二：口鼻刪小 -i f > J=! vtdrljc十盒iat§*ifdef -DEBUGKdbljii

23、t iil i £eSystem() * *cndif/繭姑化可編貍中斷桓制蠱和可霸程足時廿戟曽。/KilnitializEPict JKilnitlaliEePitfh/創(chuàng).建星統(tǒng)啟動退程./ /油各牛暫理博塊執(zhí)ff第一步初姑化順序不能亂卩 打，Islniti-alizeSyntehiL (LMjdEr&lock).OblrdtialiteSysteml 0;Pel nit iali c&Syst emL ().:IolnitiiLize-Systcml ();+ + 土±匚1 二一 m -E土±血rwil二IMm«I :二同 匚】ly

24、ipTtc artl Fl-apfly kE -3Li omci Kiel1: 扛£洞 七在葩 制止開135. 在調試”菜單中選擇 停止調試”結束此次調試。3.4 ）查看軟盤鏡像文件中的內容在 項目管理器"窗口中雙擊軟盤鏡像文件Floppy.img，就會使用FloppylmageEditor工具打開此文件（在FloppylmageEditor工具中按F1可以查看此工具的幫助文件）。在FloppylmageEditor 工具的文件列表中可以找到 loader.bin 文件和kernel.dll 文件，這兩個 文件都是在啟動調試時被寫入軟盤鏡像文件的（可以查看這兩個文件的修改日

25、期）oboot.b in文件在啟動調試時被寫入了軟盤鏡像的引導扇區(qū)中，不受軟盤文件系統(tǒng)的管理，所以在文件列表中找不到此文件。關閉 FloppyImageEditor工具。IF1 npij. iiBE -npjijr Tbm,eh EJi t titnff is' u：ITWitsen%ft1rwepi甜LM" BTT1U立悴1冉5平苦m4-.KU 10:173'flrjfi las恵砒沖nsajnsr2&iL-fl2-l2 14 345口監(jiān)|>: Itj.3.5 ） 查看 EOS SDK（ Software Development Kit）文件夾1. 點

26、擊OS Lab工具欄上的 項目配置”下拉列表，選擇下拉列表中的Release ”項目配置,Release ”項目配置被設置為新的活動項目配置（原來的活動項目配置是Debug”。2. 按F7使用Release配置生成項目。3. 生成完畢后，使用Windows資源管理器打開C:eos文件夾，可以發(fā)現(xiàn)在文件夾中多出了一個SDK文件夾，此文件夾就是在生成EOS Kernel項目的同時自動生成的。4. SDK文件夾中提供了開發(fā)E0磁用程序需要的所有文件。打開SDK件夾中的bin文件夾，可以看到有兩個名稱分別為debug和release的文件夾。debug文件夾是在使用debug配置生成項目時生成的，其中

27、存放了調試版本的EOSX進制文件。release文件夾是在使用release配置生成項目時生成的，其中存放了發(fā)布版本的EOS二進制文件（不包含調試信息）。分別打開這兩個文件夾查看其中包含的文件。5. 打開SD政件夾中的inc文件夾，可以看到此文件夾中存放了EOS用于導出API函數(shù)和重要數(shù)據類型定義的頭文件，在編寫EOS應用程序時必須包含這些頭文件。每次在開發(fā)EOS應用程序之前都應該使用 EOS Kernel項目的debug配置和release配置來生成 EOS Kernel項目，這樣才能夠得到完全版本的SD政件夾供EOS應用程序使用。（4）EOS應用程序項目的生成和調試1）新建E0應用程序項目

28、新建一個EOS應用程序項目的步驟如下：1. 在文件”菜單中選擇 新建”，然后單擊 項目”2. 在 新建項目”對話框中，選擇項目模板EOS應用程序”。3. 在 名稱”中輸入新項目使用的文件夾名稱eosapp”4. 在 位置”中輸入新項目保存在磁盤上的位置“ ”。5. 點擊確定"按鈕。2）生成項目1. 按F7生成項目，同時查看 輸出”窗口中的內容，確認生成成功。2. 打開C:eosappdebug文件夾，查看生成的對象文件和目標文件。其中的EOSApp.exe就是EOS應用程序的可執(zhí)行文件。OS Lab每次啟動執(zhí)行EOS應用程序時，都會將EOS應用程序的可 執(zhí)行文件寫入軟盤鏡像，并且會將

29、SDI文件夾中對應配置（Debug或Release ）的二進制文件寫入軟盤鏡像，然后讓虛擬機運行軟盤鏡像中的EOS待EOS啟動后再自動執(zhí)行EOS應用程序。3）調試項目調試EOS應用程序項目與之前的兩個項目有較大的不同，之前的兩個項目在調試時都是先添加斷點再啟動調試，而 EO應用程序項目必須先啟動調試再添加斷點，步驟如下：1. 按F5啟動調試。OSLab會彈出一個調試異常對話框，選擇是”調試異常，EOS應用程序會中斷執(zhí)行，黃色箭頭指向下一個要執(zhí)行的代碼行。2. 在eosapp.c的printf（"Hello world!n"）;代碼行添加一個斷點，然后按F5繼續(xù)調試，在此斷點

30、處中斷。3. 按F10單步調試，查看虛擬機窗口，打印輸出了Hello world! ”4. 按F5繼續(xù)調試，查看虛擬機窗口，EOS應用程序執(zhí)行完畢。5. 在 調試”菜單中選擇 停止調試”，調試被終止。:!aam( nlnnp-11;tfands fIZ* TOO：在此扯加白匕旳忙陽 T23prlinTrf"Helle wcxfidlXn"!,.Ireturn Q,4.aw芷莊 JSM Vari uni PC.46. 選擇調試”菜單中的刪除所有斷點”。只有刪除所有斷點后才能按F5再次啟動調試，否則啟動調試會失敗。4）查看軟盤鏡像文件中的內容使用FloppylmageEdito

31、r工具打開該項目中的 Floppy.img文件，查看軟盤鏡像中的文件。 loader.bin 和 kernel.dll是從 C:eosappsdkbi n'debug文件夾寫入C:eosappsdkbindebugboot.bin被寫入了軟盤鏡像文件的引導扇區(qū)中。eosapp.exe就是本項目生成的EOS應用程序。E0礫作系統(tǒng)啟動后會根據 autorun.txt 文本文件中的內容啟動 執(zhí)行eosapp.exe程序，雙擊autorun.txt 文件查看其內容。5）修改E0舷用程序項目名稱EOS應用程序項目所生成的可執(zhí)行文件的名稱默認是由項目名稱決定的。由于當前E0磁用程序項目的名稱是EO

32、SApp所以該項目所生成的可執(zhí)行文件的名稱默認為EOSApp.exa按照下面的步驟修改EOSS用程序項目的名稱，進而修改可執(zhí)行文件的名稱：1. 在 項目管理器”窗口中，右鍵點擊項目節(jié)點（根節(jié)點）。2. 在彈出的快捷菜單中選擇重命名”，然后可以輸入一個新的項目名稱，例如MyApp”，然后按回車鍵使修改生效。3. 按F7生成項目。匚乍何SWOFJ M4fl（&： 譏闔俚 Jl «BCE） 生威（El iffllKQ XM（D 血口 I宜I fflfelH）B ;*4二 -心已二二¥七_嘰亙 , Wjg3TP-E3TIH-.色"y*PP+ Ib電m駐文件 曲 b

33、pam- s, 曰 g iSK W回 EOGAfj- e L* rioT-py. sac雖塢頁 msAwJx5 £ T S .9 o 13 4 £ 6 T a 9 _u- 1 LL1-LL1LL1L2CMmmn ffltnSC srKV3-h戲 般組的悵度,為卜至少詢Ik aree - 1為勵令行誥報的教:*宇斎申彳FH1數(shù)組.毀爼黃廉為篩今迂銀數(shù)千數(shù) 1, M中=砂 周宦栩 同當耐 進栓所加行的可執(zhí)行立獰腳躋違宇轉串.HTMV 11 J庶其后囪的摘*十栢冋:皆十-命令春雨 I亦 i® 訶吊頰fT 內奔 a! Mije-IIo. cxe a b 啟動進 4¥ 后. hell a. tie 的 main 函 魏輔嚴瞋籃屜齬緩嘉腐吧嚴“皓向mairiCint otk7 c=hnr* arKv|_jJ«_/"啟動訓試BOS應閉程序附翌持別注竜下面的I詞題"“/ 1,如果礙在調試應用程序町能魴惆誡進入釣接井顯示財應的WBR./ 必泱變用卩工冷 桔:心頂LlSfi怦主屜亢全版生的SDK立件*.然"與慳用此玄件夾程序頂目中的SDK文件夾.幷且EJO占/核心頊目在ffit盅上葯牲釐不雜茂費*/輸