實(shí)驗(yàn)一實(shí)驗(yàn)環(huán)境的使用

1、上海應(yīng)用技術(shù)學(xué)院程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言實(shí)驗(yàn)報(bào)告實(shí)驗(yàn)名稱實(shí)驗(yàn)環(huán)境的使用實(shí)驗(yàn)序號(hào)實(shí)驗(yàn)一實(shí)驗(yàn)日期姓 名學(xué) 號(hào)指導(dǎo)教師專 業(yè)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)班 級(jí) 成 績(jī)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康募耙?、熟悉操作系統(tǒng)集成實(shí)驗(yàn)環(huán)境OS Lab的基本使用方法。2、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。二、實(shí)驗(yàn)環(huán)境Windows XP；Tevation OS Lab。3、 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1 啟動(dòng)OS Lab2 學(xué)習(xí)OS Lab的基本使用方法2.1 新建Windows控制臺(tái)應(yīng)用程序項(xiàng)目 1、新建一個(gè)Windows控制臺(tái)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(duì)話框中，選擇項(xiàng)目模

2、板“控制臺(tái)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。圖1 2、創(chuàng)建完畢后 OS Lab 會(huì)自動(dòng)打開(kāi)這個(gè)新建的項(xiàng)目。在“項(xiàng)目管理器”窗口中，樹的根節(jié)點(diǎn)表示項(xiàng)目，可以看到項(xiàng)目的名稱是“console”，各個(gè)子節(jié)點(diǎn)是項(xiàng)目包含的文件夾或者文件。此項(xiàng)目的源代碼主要包含一個(gè)頭文件“console.h”和一個(gè)C語(yǔ)言源文件“console.c”，如圖2所示。圖22.2 生成項(xiàng)目在“生成”菜單中選擇“生成項(xiàng)目”。在項(xiàng)目的生成過(guò)程中，“輸出”窗口會(huì)實(shí)時(shí)顯示生成的進(jìn)度和

3、結(jié)果。如果源代碼中不包含語(yǔ)法錯(cuò)誤，會(huì)在最后提示生成成功，如圖3所示。圖32.3 執(zhí)行項(xiàng)目在OS Lab中選擇“調(diào)試”菜單中的“開(kāi)始執(zhí)行(不調(diào)試)”，就可以執(zhí)行此控制臺(tái)應(yīng)用程序。啟動(dòng)執(zhí)行后會(huì)彈出一個(gè)Windows控制臺(tái)窗口，顯示控制臺(tái)應(yīng)用程序輸出的內(nèi)容。按任意鍵即可關(guān)閉此控制臺(tái)窗口，結(jié)果如圖4。圖42.4 調(diào)試項(xiàng)目 1、調(diào)試功能之前，對(duì)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(duì)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)

4、擊“添加”按鈕添加并自動(dòng)打開(kāi)文件func.c，此時(shí)的“項(xiàng)目管理器”窗口如圖 5所示。圖52、在 func.c 文件中添加函數(shù)：int Func (int n) n = n + 1; return n;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：int main (int argc, char* argv) int Func (int n); / 聲明Func函數(shù) int n = 0; n = Func(10); printf ("Hello World!n"); return 0;4、代碼修改完畢后按F7（“生成

5、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(yǔ)法錯(cuò)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。圖62.4.1 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 int n = 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。圖7 2、在“調(diào)試”菜單中選擇“啟動(dòng)調(diào)試”，Windows控制臺(tái)應(yīng)用程序開(kāi)始執(zhí)行，隨后OS Lab窗口被自動(dòng)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(gè)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。圖8 3、激活Windows控制臺(tái)應(yīng)用程序的窗口如圖9，可以看到窗口中沒(méi)有輸出任何內(nèi)容，因?yàn)閜r

6、intf函數(shù)還沒(méi)有被執(zhí)行。圖92.4.2 單步調(diào)試 1、在OS Lab的“調(diào)試”菜單中選擇“逐過(guò)程”，“逐過(guò)程”功能會(huì)執(zhí)行黃色箭頭當(dāng)前指向的代碼行，并將黃色箭頭指向下一個(gè)要執(zhí)行的代碼行，如圖10。圖10 2、按F10（“逐過(guò)程”功能的快捷鍵），黃色箭頭就指向了調(diào)用printf函數(shù)的代碼行。查看控制臺(tái)應(yīng)用程序窗口，仍然沒(méi)有任何輸出，如圖11。圖11 3、再次按F10執(zhí)行printf函數(shù)，查看控制臺(tái)應(yīng)用程序窗口，可以看到已經(jīng)打印出了內(nèi)容，如圖12。圖12 4、仔細(xì)體會(huì)“逐過(guò)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(yǔ)句”功能和“跳出”功能：（1

7、）按F5（“啟動(dòng)調(diào)試”功能的快捷鍵），仍然會(huì)在之前設(shè)置的斷點(diǎn)處中斷。（2）按F10逐過(guò)程調(diào)試，此時(shí)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(yǔ)句”，可以發(fā)現(xiàn)黃色箭頭指向了函數(shù)Func中，說(shuō)明“逐語(yǔ)句”功能可以進(jìn)入函數(shù)來(lái)調(diào)試函數(shù)中的語(yǔ)句。（4）選擇“調(diào)試”菜單中的“跳出”，會(huì)跳出Func函數(shù)，返回到上級(jí)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(guò)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(xí)這些方法：（1）按F5啟動(dòng)調(diào)試，仍然會(huì)在之前設(shè)置的斷點(diǎn)

8、處中斷。（2）將鼠標(biāo)移動(dòng)到源代碼編輯器中變量n的名稱上，此時(shí)會(huì)彈出一個(gè)窗口顯示出變量n當(dāng)前的值（由于此時(shí)還沒(méi)有給變量n賦值，所以是一個(gè)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(duì)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(duì)話框，如圖13。圖13 2、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(shí)查看變量的值和類型。此時(shí)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(huì)變?yōu)?，如圖14-15：如圖14如圖152.

9、4.4 調(diào)用堆棧 使用“調(diào)用堆棧”窗口可以在調(diào)試的過(guò)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(guò)程。按照下面的步驟練習(xí)使用“調(diào)用堆?！贝翱冢海?）按F5啟動(dòng)調(diào)試，仍然會(huì)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?！?，激活“調(diào)用堆?！贝翱??？梢钥吹疆?dāng)前“調(diào)用堆?！贝翱谥兄挥幸粋€(gè)main函數(shù)，如圖16。圖16（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(gè)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(shuō)明是在main函數(shù)中調(diào)用了Func函數(shù)。在“調(diào)用堆?！贝翱谥须p擊main函數(shù)所在的行，會(huì)

10、有一個(gè)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(dòng)函數(shù)。同時(shí)會(huì)將main函數(shù)所在的源代碼文件打開(kāi)，并也使用一個(gè)綠色箭頭指向Func函數(shù)返回后的位置，如圖17。 圖17（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(duì)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(shí)，OS Lab調(diào)試器會(huì)自動(dòng)更新“監(jiān)視”窗口中的數(shù)據(jù)，顯示出對(duì)應(yīng)于當(dāng)前活動(dòng)堆棧幀的信息。（6）結(jié)束此次調(diào)試。3 EOS內(nèi)核的編譯和調(diào)試之前練習(xí)了對(duì)Windows控制臺(tái)應(yīng)用程序項(xiàng)目的各項(xiàng)操作，對(duì)

11、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(duì)Windows控制臺(tái)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(duì)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(gè)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(duì)話框中，選擇項(xiàng)目模板“EOS Kernel”。（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。圖18此項(xiàng)目就是一個(gè)EOS操作系統(tǒng)內(nèi)核項(xiàng)目，包含了E

12、OS操作系統(tǒng)內(nèi)核的所有源代碼文件。 2、接下來(lái)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。圖193.2 生成項(xiàng)目 1、按F7生成項(xiàng)目，同時(shí)查看“輸出”窗口中的內(nèi)容，確認(rèn)生成成功。 2、打開(kāi)C:eosdebug文件夾，查看生成的對(duì)象文件和目標(biāo)文件。找到boot.bin、loader.bin和kernel.dll三個(gè)二進(jìn)制文件，這三個(gè)文件就是EOS操作系統(tǒng)在運(yùn)行時(shí)需要的可執(zhí)行文件。OS La

13、b每次啟動(dòng)運(yùn)行EOS操作系統(tǒng)之前，都會(huì)將這三個(gè)文件寫入一個(gè)軟盤鏡像文件中，然后讓虛擬機(jī)運(yùn)行這個(gè)軟盤鏡像中的EOS（相當(dāng)于將寫有這三個(gè)二進(jìn)制文件的軟盤放入一個(gè)物理機(jī)的軟盤驅(qū)動(dòng)器中，然后按下開(kāi)機(jī)按鈕）。找到libkernel.a文件，此文件是EOS內(nèi)核文件kernel.dll對(duì)應(yīng)的導(dǎo)入庫(kù)文件如圖20。圖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(kāi)start.c文件如圖21。圖21 在start.c文件中KiSystemStartup函數(shù)的“KiInitializePic();”語(yǔ)句所在行（第61行）添加一個(gè)斷點(diǎn)。 2、按

14、F5啟動(dòng)調(diào)試，虛擬機(jī)開(kāi)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(dòng)的過(guò)程。隨后EOS會(huì)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(gè)調(diào)試工具窗口）的使用方法與調(diào)試Windows控制臺(tái)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(dòng)，并且EOS的控制臺(tái)程序已經(jīng)開(kāi)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22。圖223.4 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(huì)使用FloppyImageEdi

15、tor工具打開(kāi)此文件(在FloppyImageEditor工具中按F1可以查看此工具的幫助文件)。在FloppyImageEditor工具的文件列表中可以找到loader.bin文件和kernel.dll文件，這兩個(gè)文件都是在啟動(dòng)調(diào)試時(shí)被寫入軟盤鏡像文件的（可以查看這兩個(gè)文件的修改日期）。boot.bin文件在啟動(dòng)調(diào)試時(shí)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FloppyImageEditor工具。3.5 查看EOS SDK（Software Development Kit）文件夾 1、點(diǎn)擊OS Lab工具欄上的“項(xiàng)目配置”下拉列表，選擇下拉列表

16、中的“Release”項(xiàng)目配置，“Release”項(xiàng)目配置被設(shè)置為新的活動(dòng)項(xiàng)目配置（原來(lái)的活動(dòng)項(xiàng)目配置是“Debug”）。 2、按F7使用Release配置生成項(xiàng)目。如圖23。圖23 3、生成完畢后，使用Windows資源管理器打開(kāi)C:eos文件夾，可以發(fā)現(xiàn)在文件夾中多出了一個(gè)SDK文件夾，此文件夾就是在生成EOS Kernel項(xiàng)目的同時(shí)自動(dòng)生成的如圖24。圖24 4、SDK文件夾中提供了開(kāi)發(fā)EOS應(yīng)用程序需要的所有文件。打開(kāi)SDK文件夾中的bin文件夾，可以看到有兩個(gè)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(shí)生成的，其中存放了調(diào)試版

17、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(shí)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(kāi)這兩個(gè)文件夾查看其中包含的文件。圖25 5、打開(kāi)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(shí)必須包含這些頭文件。圖264 EOS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(gè)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(duì)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

18、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(gè)EOS應(yīng)用程序項(xiàng)目。使用Windows資源管理器將之前生成的C:eossdk文件夾拷貝覆蓋到C:eosappsdk位置。這樣EOS應(yīng)用程序就可以使用最新版本的EOS SDK文件夾了。圖274.2 生成項(xiàng)目 1、按F7生成項(xiàng)目，同時(shí)查看“輸出”窗口中的內(nèi)容，確認(rèn)生成成功。 2、打開(kāi)C:eosappdebug文件夾，查看生成的對(duì)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。OS Lab每次啟動(dòng)EOS應(yīng)用程序時(shí)，都會(huì)將EOS應(yīng)用程序的可執(zhí)

19、行文件寫入軟盤鏡像，并且會(huì)將SDK文件夾中對(duì)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(dòng)后再自動(dòng)執(zhí)行EOS應(yīng)用程序。4.3 調(diào)試項(xiàng)目 1、按F5啟動(dòng)調(diào)試。OS Lab會(huì)彈出一個(gè)調(diào)試異常對(duì)話框，選擇“是”調(diào)試異常，EOS應(yīng)用程序會(huì)中斷執(zhí)行，黃色箭頭指向下一個(gè)要執(zhí)行的代碼行。 2、在eosapp.c的printf("Hello world!n");代碼行添加一個(gè)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“Hello world!”。 4、按F5繼續(xù)調(diào)試，查看虛擬機(jī)

20、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(dòng)調(diào)試，否則啟動(dòng)調(diào)試會(huì)失敗。如圖28-29。圖28圖294.4查看軟盤鏡像文件中的內(nèi)容 使用FloppyImageEditor工具打開(kāi)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:eosappsdkbindebug文件夾寫入的，C:eosappsdkbindebugboot.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)用程序。EOS操作系統(tǒng)啟動(dòng)后會(huì)根據(jù)autorun.txt文本文件中的內(nèi)容啟動(dòng)執(zhí)行eosapp.exe程序，雙擊autorun.txt文件查看其內(nèi)容。5 退出