國開(電大)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程實(shí)驗(yàn)報告5

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程實(shí)驗(yàn)報告學(xué)生姓名薛書瑤學(xué)號1715001250078班級指導(dǎo)老師實(shí)驗(yàn)名稱實(shí)驗(yàn)1實(shí)驗(yàn)環(huán)境的使用實(shí)驗(yàn)成績實(shí)驗(yàn)報告實(shí)驗(yàn)概述實(shí)驗(yàn)?zāi)康模菏煜げ僮飨到y(tǒng)集成實(shí)驗(yàn)環(huán)境OSLab的基本使用方法。實(shí)驗(yàn)要求：練習(xí)編譯、調(diào)試EOS操作系統(tǒng)內(nèi)核以及EOS應(yīng)用程序。實(shí)驗(yàn)基本原理：實(shí)驗(yàn)內(nèi)容實(shí)驗(yàn)設(shè)計思路、步驟和方法等：實(shí)驗(yàn)過程（實(shí)驗(yàn)中涉及的記錄、數(shù)據(jù)、分析）：1啟動OSLab2學(xué)習(xí)OSLab的基本使用方法2.1新建Windows控制臺應(yīng)用程序項(xiàng)目1、新建一個Windows控制臺應(yīng)用程序項(xiàng)目的步驟如下：（1）在“文件”菜單中選擇“新建”，然后單擊“項(xiàng)目”。（2）在“新建項(xiàng)目”對話框中，選擇項(xiàng)目模板“控制臺應(yīng)用程序（c）”。（3）在“名稱”中輸入新項(xiàng)目使用的文件夾名稱“oslab”。（4）在“位置”中輸入新項(xiàng)目保存在磁盤上的位置“C:\Test”。（5）點(diǎn)擊“確定”按鈕，結(jié)果如圖1所示。

2.3執(zhí)行項(xiàng)目在OSLab中選擇“調(diào)試”菜單中的“開始執(zhí)行（不調(diào)試）”，就可以執(zhí)行此控制臺應(yīng)用程序。啟動執(zhí)行后會彈出一個Windows控制臺窗口，顯示控制臺應(yīng)用程序輸出的內(nèi)容。按任意鍵即可關(guān)閉此控制臺窗口，結(jié)果如圖4。2.4調(diào)試項(xiàng)目1、調(diào)試功能之前，對例子程序進(jìn)行必要的修改，步驟如下：（1）右鍵點(diǎn)擊“項(xiàng)目管理器”窗口中的“源文件”文件夾節(jié)點(diǎn)，在彈出的快捷菜單中選擇“添加”中的“添加新文件”。（2）在彈出的“添加新文件”對話框中選擇“C源文件”模板。（3）在“名稱”中輸入文件名稱“func”。（4）點(diǎn)擊“添加”按鈕添加并自動打開文件func.c，此時的“項(xiàng)目管理器”窗口如圖5所示。頂目苣理器▼*就□cwiseltEL?夷立件MtensehB占海丈件u]cQFltplt-C|fune.?2、在func.c文件中添加函數(shù)：intFunc(intn){n=n+1;returnn;}3、點(diǎn)擊源代碼編輯器上方的console.c標(biāo)簽，切換到console.c文件。將main函數(shù)修改為：intmain(intargc,char*argv[]){intFunc(intn);//聲明Func函數(shù)intn二0;n=Func(10);printf("HelloWorld!\n");return0;}4、代碼修改完畢后按F7(“生成項(xiàng)目”功能的快捷鍵)。注意查看“輸出”窗口中的內(nèi)容，如果代碼中存在語法錯誤，就根據(jù)提示進(jìn)行修改，直到成功生成項(xiàng)目，結(jié)果如圖6所示。dH已啟動生成：項(xiàng)目：配置：DMs隔正在編譯.八tcinscile.c正在璉接…-g"口“-魏計到0個錯誤.U牛警告=====—=====生威：成功========±=======2.4.1使用斷點(diǎn)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(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵，在彈出的快捷菜單中選擇“插入/刪除斷點(diǎn)”，如圖7。I訂占斥定史握制舍歴用程浮的人口護(hù)7#include^cansol&.h*■書"一一ZintiBain(intargc,char*argv[J)7；￡g'：inr^uncCint//歪駅Furw?函數(shù)J10：intn=0tn=Functlo):12printfCHellofierid!Xn*):1疥return0;14-)3、在“調(diào)試”菜單中選擇“啟動調(diào)試”，Windows控制臺應(yīng)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(diǎn)的代碼行左側(cè)空白中顯示了一個黃色箭頭，表示程序已經(jīng)在此行代碼處中斷執(zhí)行，如圖8。

3、再次按F10執(zhí)行printf函數(shù)，查看控制臺應(yīng)用程序窗口，可以看到已經(jīng)打印出了內(nèi)容,如圖12。歯帛頁con^ole.c了石7了石7匚建史揑制召應(yīng)用程序的人口點(diǎn)祝sttincltideConsole,h"flint』10lli1314拓main(intargc,charflint』10lli1314拓intn=0;n二Func(lO);printfClfelidWorlds\n*):return0;1elloUorLd!圖124、仔細(xì)體會“逐過程”調(diào)試功能后，在“調(diào)試”菜單中選擇“停止調(diào)試”，結(jié)束此次調(diào)試。5、按照下面的步驟練習(xí)使用“逐語句”功能和“跳出”功能：（1）按F5（“啟動調(diào)試”功能的快捷鍵），仍然會在之前設(shè)置的斷點(diǎn)處中斷。（2）按F10逐過程調(diào)試，此時黃色箭頭指向了調(diào)用函數(shù)Func的代碼行。（3）在“調(diào)試”菜單中選擇“逐語句”，可以發(fā)現(xiàn)黃色箭頭指向了函數(shù)Func中，說明“逐語句”功能可以進(jìn)入函數(shù)來調(diào)試函數(shù)中的語句。（4）選擇“調(diào)試”菜單中的“跳出”，會跳出Func函數(shù)，返回到上級函數(shù)中繼續(xù)調(diào)試（Func函數(shù)已經(jīng)執(zhí)行完畢）。（5）按SHIFT+F5（“停止調(diào)試”功能的快捷鍵），結(jié)束此次調(diào)試。2.4.3查看變量的值1、在調(diào)試的過程中，OSLab提供了三種查看變量值的方法，按照下面的步驟練習(xí)這些方法：（1）按F5啟動調(diào)試，仍然會在之前設(shè)置的斷點(diǎn)處中斷。（2）將鼠標(biāo)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(dāng)前的值（由于此時還沒有給變量n賦值，所以是一個隨機(jī)值）。（3）在源代碼編輯器中變量n的名稱上點(diǎn)擊鼠標(biāo)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。點(diǎn)擊“關(guān)閉”按鈕關(guān)閉“快速監(jiān)視”對話框，如圖13。表鈕（S：[■聊計夏甜n■（睡加JE出囲JOuTtWOC2、在源代碼編輯器中變量n的名稱上點(diǎn)擊鼠標(biāo)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(jìn)行一次單步調(diào)試，可以看到“監(jiān)視”窗口中變量n的值會變?yōu)?,如圖14-15：如罔L1如圈152.4.4調(diào)用堆棧使用“調(diào)用堆?！贝翱诳梢栽谡{(diào)試的過程中查看當(dāng)前堆棧上的函數(shù)，幫助理解函數(shù)的調(diào)用層次和調(diào)用過程。按照下面的步驟練習(xí)使用“調(diào)用堆棧”窗口：（1）按F5啟動調(diào)試，仍然會在之前設(shè)置的斷點(diǎn)處中斷。（2）選擇“調(diào)試”菜單“窗口”中的“調(diào)用堆?！保せ睢罢{(diào)用堆?！贝翱??？梢钥吹疆?dāng)前“調(diào)用堆?！贝翱谥兄挥幸粋€main函數(shù)，如圖16。謂用堆槪名稱,wev=0b（3c3faS］也址;0邊皿口1北0（3）按F11調(diào)試進(jìn)入Func函數(shù)，查看“調(diào)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(dāng)前正在調(diào)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(diào)用了Func函數(shù)。在“調(diào)用堆棧”窗口中雙擊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(dāng)前調(diào)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Func函數(shù)返回后的位置，如圖17。調(diào)用堆橈八X名稱..jFweCj^口燦〕ititlt：OK004QI^7（4）在“調(diào)用堆?！贝翱谥须p擊Func函數(shù)所在的行，可以重新激活此堆棧幀，并顯示對應(yīng)的源代碼。（5）反復(fù)雙擊“調(diào)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(diào)試器會自動更新“監(jiān)視”窗口中的數(shù)據(jù)，顯示出對應(yīng)于當(dāng)前活動堆棧幀的信息。（6）結(jié)束此次調(diào)試。3EOS內(nèi)核的編譯和調(diào)試之前練習(xí)了對Windows控制臺應(yīng)用程序項(xiàng)目的各項(xiàng)操作，對EOS內(nèi)核項(xiàng)目的各項(xiàng)操作（包括新建、生成和各種調(diào)試功能等）與對Windows控制臺項(xiàng)目的操作是完全一致的。所以，下面實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的重點(diǎn)不再是各種操作的具體步驟，而應(yīng)將注意力放在對EOS操作系統(tǒng)內(nèi)核項(xiàng)目的理解上。3.1新建EOS內(nèi)核項(xiàng)目1、新建一個EOS內(nèi)核項(xiàng)目的步驟如下：（1）在“文件”菜單中選擇“新建”，然后單擊“項(xiàng)目”。（2）在“新建項(xiàng)目”對話框中，選擇項(xiàng)目模板“EOSKernel”。（3）在“名稱”中輸入新項(xiàng)目使用的文件夾名稱“eos”。（4）在“位置”中輸入新項(xiàng)目保存在磁盤上的位置“C:\”。（5）點(diǎn)擊“確定”按鈕，結(jié)果如圖18。壇旬曹JS用壇旬曹JS用EM轟FF彌醫(yī)磅遂帶進(jìn)EQSKgncl班呂宕靜曲：?悅畳迫:曲俄赧番負(fù)L詼棗在~蠢二圖18此項(xiàng)目就是一個EOS操作系統(tǒng)內(nèi)核項(xiàng)目，包含了EOS操作系統(tǒng)內(nèi)核的所有源代碼文件。2、接下來在“項(xiàng)目管理器”窗口中查看EOS內(nèi)核項(xiàng)目包含的文件夾和源代碼文件，可以看到不同的文件夾包含了EOS操作系統(tǒng)不同模塊的源代碼文件，例如“mm”文件夾中包含了內(nèi)存管理模塊的源代碼文件，“boot”文件夾中包含了軟盤引導(dǎo)扇區(qū)程序和加載程序的源代碼文件如圖19。頂目昔程翻*ttx+!_^be十iJiiiL?■i_[ic*」i366Aki-h弓h(huán)tmtr.ImtWt,<J.caQIslpl■ffiaQIslpl-obptF<1FleppymeLi1st,,圈193.2生成項(xiàng)目1、按F7生成項(xiàng)目，同時查看“輸出”窗口中的內(nèi)容，確認(rèn)生成成功。2、打開C:\eos\debug文件夾，查看生成的對象文件和目標(biāo)文件。找到boot.bin、loader.bin和kernel.dll三個二進(jìn)制文件，這三個文件就是EOS操作系統(tǒng)在運(yùn)行時需要的可執(zhí)行文件。OSLab每次啟動運(yùn)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(jī)運(yùn)行這個軟盤鏡像中的EOS（相當(dāng)于將寫有這三個二進(jìn)制文件的軟盤放入一個物理機(jī)的軟盤驅(qū)動器中，然后按下開機(jī)按鈕）。找到1ibkernel.a文件，此文件是EOS內(nèi)核文件kernel.dll對應(yīng)的導(dǎo)入庫文件如圖20。sat埜LCH3CT.S1H9276^2011-02-1214：34■^lKERNEL.DLL庖用祐時展20H-05噸0W：31圈203.3調(diào)試項(xiàng)目1、在“項(xiàng)目管理器”窗口的ke文件夾中找到start.c文件節(jié)點(diǎn)，雙擊此文件節(jié)點(diǎn)使用源代碼編輯器打開start.c文件如圖21。4kerxiel-QSLab規(guī)圖包0項(xiàng)目但）生盛［町調(diào)謝①〕工具癒【』孚述TTI*ReleaseTL,一1—1廠Q啟事7-曲-頂目苜堆器▼甲寰「理抬貢5tart.c=i^21在start.c文件中KiSystemStartup函數(shù)的“KiInitia1izePic（）;”語句所在行（第61行）添加一個斷點(diǎn)。2、按F5啟動調(diào)試，虛擬機(jī)開始運(yùn)行軟盤鏡像中的EOS。在虛擬機(jī)窗口中可以看到EOS啟動的過程。隨后EOS會在剛剛添加的斷點(diǎn)處中斷執(zhí)行，激活虛擬機(jī)窗口可以看到EOS也不再繼續(xù)運(yùn)行了。各種調(diào)試功能（包括單步調(diào)試、查看變量的值和各個調(diào)試工具窗口）的使用方法與調(diào)試Windows控制臺程序完全相同，可以自己練習(xí)。3、按F5繼續(xù)執(zhí)行。查看虛擬機(jī)窗口，顯示EOS操作系統(tǒng)已經(jīng)啟動，并且EOS的控制臺程序已經(jīng)開始運(yùn)行了。4、在“調(diào)試”菜單中選擇“停止調(diào)試”，調(diào)試被終止。如圖22o

起館皿start.ck723：VOID鮎KiSyetanEtMftiaiCPTOIDLcaderBlockE）p/*++功能描述.藻華的人口點(diǎn).Kernel,dll褥oadcr加戟判內(nèi)存后從這里開怕執(zhí)年旳i*電■生成￡連益丸亠一?1紙計到0個蟄誤?0個警吿3.4查看軟盤鏡像文件中的內(nèi)容在“項(xiàng)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(diào)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期）。bootbin文件在啟動調(diào)試時被寫入了軟盤鏡像的引導(dǎo)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(guān)閉FloppylmageEditor工具。3.5查看EOSSDK（SoftwareDevelopmentKit）文件夾1、點(diǎn)擊OSLab工具欄上的“項(xiàng)目配置”下拉列表，選擇下拉列表中的“Release”項(xiàng)目配置，“Release”項(xiàng)目配置被設(shè)置為新的活動項(xiàng)目配置（原來的活動項(xiàng)目配置是“Debug”）。2、按F7使用Release配置生成項(xiàng)目。如圖23。）頂號也）世成〔因關(guān)試也）TM（D耘口酗〕幫助z迅垢頁-Sturt.e輸出制制制el裟曇7』制制制el裟曇1亍文件。1亍文件■>］個文芹-綢桶。代捱仝間二二二二二二二二二二二生成：成功二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二

圖233、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EOSKernel項(xiàng)目的同時自動生成的如圖24?？诳诳贖xLtMC4、SDK文件夾中提供了開發(fā)EOS應(yīng)用程序需要的所有文件。打開SDK文件夾中的bin文件夾，可以看到有兩個名稱分別為debug和release的文件夾如圖25。debug文件夾是在使用debug配置生成項(xiàng)目時生成的，其中存放了調(diào)試版本的EOS二進(jìn)制文件。release文件夾是在使用release配置生成項(xiàng)目時生成的，其中存放了發(fā)布版本的EOS二進(jìn)制文件。分別打開這兩個文件夾查看其中包含的文件。jxVin圖255、打開SDK文件夾中的inc文件夾如圖26,可以看到此文件夾中存放了EOS用于導(dǎo)出API函數(shù)和重要數(shù)據(jù)類型定義的頭文件，在編寫EOS應(yīng)用程序時必須包含這些頭文件。jec\s起lJ血lSJ脳圖前4EOS應(yīng)用程序的編譯和調(diào)試4.1新建EOS應(yīng)用程序項(xiàng)目新建一個EOS內(nèi)核項(xiàng)目的步驟如下：（1）在“文件”菜單中選擇“新建”，然后單擊“項(xiàng)目”。（2）在“新建項(xiàng)目”對話框中，選擇項(xiàng)目模板“EOS應(yīng)用程序”。（3）在“名稱”中輸入新項(xiàng)目使用的文件夾名稱“eosapp”。（4）在“位置”中輸入新項(xiàng)目保存在磁盤上的位置“C:\”。（5）點(diǎn)擊“確定”按鈕。如圖27。此項(xiàng)目就是一個EOS應(yīng)用程序項(xiàng)目。使用Windows資源管理器將之前生成的C:\eos\sdk文件夾拷貝覆蓋到C:\eosapp\sdk位置。這樣EOS應(yīng)用程序就可以使用最新版本的EOSSDK文件夾了。住制會應(yīng)用注制由住用EMSnt已誥聞程那程序閱程序（C4+-）翻眇|to?PP』id；帳甌：昌9§（sects舷⑥-■紳占4.2生成項(xiàng)目1、按F7生成項(xiàng)目，同時查看“輸出”窗口中的內(nèi)容，確認(rèn)生成成功。2、打開C:\eosapp\debug文件夾，查看生成的對象文件和目標(biāo)文件。其中的eosapp.exe就是EOS應(yīng)用程序的可執(zhí)行文件。OSLab每次啟動EOS應(yīng)用程序時，都會將EOS應(yīng)用程序的可執(zhí)行文件寫入軟盤鏡像，并且會將SDK文件夾中對應(yīng)配置（Debug或Release）的二進(jìn)制文件寫入軟盤鏡像，然后讓虛擬機(jī)運(yùn)行軟盤鏡像中的EOS，待EOS啟動后再自動執(zhí)行EOS應(yīng)用程序。4.3調(diào)試項(xiàng)目1、按F5啟動調(diào)試。OSLab會彈出一個調(diào)試異常對話框，選擇“是”調(diào)試異常，EOS應(yīng)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（”Helloworld!\n”）；代碼行添加一個斷點(diǎn)，然后按F5繼續(xù)調(diào)試，在此斷點(diǎn)處中斷。3、按F10單步調(diào)試，查看虛擬機(jī)窗口，打印輸出了“Helloworld!”。4、按F5繼續(xù)調(diào)試，查看虛擬機(jī)窗口，EOS應(yīng)用程序執(zhí)行完畢。5、在“調(diào)試”菜單中選擇“停止調(diào)試”，調(diào)試被終止。6、選擇“調(diào)試”菜單中的“刪除所有斷點(diǎn)”。只有刪除所有斷點(diǎn)后才能按F5再次啟動調(diào)試，否則啟動調(diào)試會失敗。如圖28-29。起慣頁EDSAppX生戰(zhàn)亠己倉動生成：琉目:ECSApp,K7暨7Drbug-正在歲譯…_n?imtcrtOig5-tdio>cstd.1ibLcstring,c

E0S6jp.c_o.lgdosjp遷在44轅…2EWEDS應(yīng)用憩序讎…-Sci+?'lo個錯i見0卒書吿一―-XSJ-—■帯j-冃匕衛(wèi)jh-———-—擊E■奮—壬■『」一但■二丄「：一-：.l_VTJ-glhr?^T^I^―——————一一亠—一.詡28圖294.4查看軟盤鏡像文件中的內(nèi)容使用FloppylmageEditor工具打開該項(xiàng)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:\eosapp\sdk\bin\debug文件夾寫入的，C:\eosapp\sdk\bin\debug\boot.bin被寫入了軟盤鏡像文件的引導(dǎo)扇區(qū)中。eosapp.exe就是本項(xiàng)目生成的EOS應(yīng)