华北电力大学操作系统实验报告..

综合实验报告

( 2013-- 2014年度第 一 学期)

名 称：计算机操作系统 题 目：计算机操作系统实验 院 系：计算机系 班 级：网络 学 号：

学生姓名： 指导教师：王平

设计周数： 2周

成 绩：

日期： 2013 年 11 月

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实验1 实验环境的使用 一、实验目的 1、熟悉操作系统集成实验环境OS Lab的基本使用方法。 2、练习编译、调试EOS操作系统内核以及EOS应用程序。 二、预备知识 阅读本书第1章，对EOS操作系统和OS Lab集成实验环境有一个初步的了解。重点学习第1.3节，掌握EOS操作系统内核和EOS应用程序的源代码是如何生成可执行文件的，以及OS Lab是如何将这些可执行文件写入软盘镜像文件并开始执行的。 三、实验内容 1、启动OS Lab 1. 在安装有OS Lab的计算机上，可以使用两种不同的方法来启动OS Lab： 在桌面上双击“Tevation OS Lab”图标。 或者 点击“开始”菜单，在“程序”中的“Tevation OS Lab”中选择“Tevation OS Lab”。 2. OS Lab每次启动后都会首先弹出一个用于注册用户信息的对话框（可以选择对话框标题栏上的“帮助”按钮获得关于此对话框的帮助信息）。在此对话框中填入学号和姓名后，点击“确定”按钮完成本次注册。 3. 观察OS Lab主窗口的布局。OS Lab主要由下面的若干元素组成：菜单栏、工具栏以及停靠在左侧和底部的各种工具窗口，余下的区域用来放置编辑器窗口。 2、学习OS Lab的基本使用方法 2.1 新建Windows控制台应用程序项目 新建一个Windows控制台应用程序项目的步骤如下： 1. 在“文件”菜单中选择“新建”，然后单击“项目”。 2. 在“新建项目”对话框中，选择项目模板“控制台应用程序 (c)”。 3. 在“名称”中输入新项目使用的文件夹名称“oslab”。 4. 在“位置”中输入新项目保存在磁盘上的位置“C:\\test”。 5. 点击“确定”按钮。 2.2 生成项目 使用“生成项目”功能可以将程序的源代码文件编译为可执行的二进制文件，方法十分简单：在“生成”菜单中选择“生成项目”。 在项目生成过程中，“输出”窗口会实时显示生成的进度和结果。如果源代码中不包含语法错误，会在最后提示生成成功，如图： 第 页 共 页

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2.3 执行项目 在OS Lab中选择“调试”菜单中的“开始执行(不调试)”，可以执行刚刚生成的Windows控制台应用程序。启动执行后会弹出一个Windows控制台窗口，显示控制台应用程序输出的内容。按任意键即可关闭此Windows控制台窗口。 2.4 调试项目 在开始练习各种调试功能之前，首先需要对刚刚创建的例子程序进行必要的修改，步骤如下： 1. 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”。 2. 在弹出的“添加新文件”对话框中选择“C 源文件”模板。 3. 在“名称”中输入文件名称“func”。 4. 点击“添加”按钮，添加并自动打开文件func.c，此时的“项目管理器”窗口会如图： 2.4.1 使用断点中断执行 1. 在main函数中定义变量n的代码行 int n = 0; 上点击鼠标右键，在弹出的快捷菜单中选择“插入/删除断点”，会在此行左侧的空白处显示一个红色圆点，表示已经成功在此行代码添加了一个断点，如图： 2. 在“调试”菜单中选择“启动调试”，Windows控制台应用程序开始执行，随后OS Lab窗口被自动激活，并且在刚刚添加断点的代码行左侧空白中显示一个黄色箭头，表示程序已经在此行代码处中断执行（也就是说下一个要执行的就是此行代码），如图： 2.4.2 单步调试 按照下面的步骤练习使用“逐过程”功能： 第 页 共 页

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1. 在OS Lab的“调试”菜单中选择“逐过程”，“逐过程”功能会执行黄色箭头当前指向的代码行，并将黄色箭头指向下一个要执行的代码行。 2. 按F10（“逐过程”功能的快捷键），黄色箭头就指向了调用printf函数的代码行。查看控制台应用程序窗口，仍然没有任何输出。 3. 再次按F10执行printf函数，查看控制台应用程序窗口，可以看到已经打印出了内容。 4. 在“调试”菜单中选择“停止调试”，结束此次调试。 2.4.3 查看变量的值 在调试的过程中，OS Lab提供了三种查看变量值的方法，按照下面的步骤练习这些方法： 1. 按F5启动调试，仍然会在之前设置的断点处中断。 2. 将鼠标移动到源代码编辑器中变量n的名称上，此时会弹出一个窗口显示出变量n当前的值（由于此时还没有给变量n赋值，所以是一个随机值）。 3. 在源代码编辑器中变量n的名称上点击鼠标右键，在弹出的快捷菜单中选择“快速监视”，可以使用“快速监视”对话框查看变量n的值。然后，可以点击“关闭”按钮关闭“快速监视”对话框。 4. 在源代码编辑器中变量n的名称上点击鼠标右键，在弹出的快捷菜单中选择“添加监视”，变量n就被添加到了“监视”窗口中。使用“监视”窗口可以随时查看变量的值和类型。此时按F10进行一次单步调试，可以看到“监视”窗口中变量n的值会变为0，如图 2.4.4 调用堆栈 1. 按F5启动调试，仍然会在之前设置的断点处中断。 2. 选择“调试”菜单“窗口”中的“调用堆栈”，激活“调用堆栈”窗口。可以看到当前“调用堆栈”窗口中只有一个main函数（显示的内容还包括了参数值和函数地址）。 3. 按F11（“逐语句”功能的快捷键）调试，直到进入Func函数，查看“调用堆栈”窗口可以发现在堆栈上有两个函数Func和main。其中当前正在调试的Func函数在栈顶位置，main函数在栈底位置。说明是在main函数中调用了Func函数。 3、EOS内核项目的生成和调试 3.1 新建EOS内核项目 新建一个EOS内核项目的步骤如下： 1. 在“文件”菜单中选择“新建”，然后单击“项目”。 2. 在“新建项目”对话框中，选择项目模板“EOS Kernel”。 3. 在“名称”中输入新项目使用的文件夹名称“eos”。 4. 在“位置”中输入新项目保存在磁盘上的位置“C:\\”。 5. 点击“确定”按钮。 3.2 生成项目 1. 按F7生成项目，同时查看“输出”窗口中的内容，确认生成成功。 2. 打开C:\\eos\\debug文件夹，查看生成的对象文件和目标文件。找到boot.bin、loader.bin和kernel.dll三个二进制文件，这三个文件就是EOS操作系统在运行时需要的可执行文件。 3.3 调试项目 第 页 共 页

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1. 在“项目管理器”窗口的ke文件夹中找到start.c文件节点，双击此文件节点使用源代码编辑器打开start.c文件。 2. 在start.c文件中KiSystemStartup函数的“KiInitializePic();”语句所在行（第61行）添加一个断点，如图9-7。EOS启动时执行的第一个内核函数就是KiSystemStartup函数。 3.4 查看软盘镜像文件中的内容 在“项目管理器”窗口中双击软盘镜像文件Floppy.img，就会使用FloppyImageEditor工具打开此文件(在FloppyImageEditor工具中按F1可以查看此工具的帮助文件)。在FloppyImageEditor工具的文件列表中可以找到loader.bin文件和kernel.dll文件，这两个文件都是在启动调试时被写入软盘镜像文件的（可以查看这两个文件的修改日期）。boot.bin文件在启动调试时被写入了软盘镜像的引导扇区中，不受软盘文件系统的管理，所以在文件列表中找不到此文件。关闭FloppyImageEditor工具。 3.5 查看EOS SDK（Software Development Kit）文件夹 1. 点击OS Lab工具栏上的“项目配置”下拉列表，选择下拉列表中的“Release”项目配置，“Release”项目配置被设置为新的活动项目配置（原来的活动项目配置是“Debug”）。如图： 4、EOS应用程序项目的生成和调试 4.1 新建EOS应用程序项目 1. 在“文件”菜单中选择“新建”，然后单击“项目”。 2. 在“新建项目”对话框中，选择项目模板“EOS 应用程序”。 3. 在“名称”中输入新项目使用的文件夹名称“eosapp”。 4. 在“位置”中输入新项目保存在磁盘上的位置“C:\\”。 5. 点击“确定”按钮。 4.2 生成项目 1. 按F7生成项目，同时查看“输出”窗口中的内容，确认生成成功。 2. 打开C:\\eosapp\\debug文件夹，查看生成的对象文件和目标文件。其中的EOSApp.exe就是EOS应用程序的可执行文件。 4.3 调试项目 4.4查看软盘镜像文件中的内容 4.5修改EOS应用程序项目名称 5、退出OS Lab 1. 在“文件”菜单中选择“退出”。 2. 在OS Lab关闭前会弹出一个保存数据对话框（可以选择对话框标题栏上的“帮助”按钮获得帮助信息），核对学号和姓名无误后点击“保存”按钮，OS Lab关闭。 3. 在OS Lab关闭后默认会自动使用Windows资源管理器打开数据文件所在的文件夹，并且选中刚刚保存的数据文件（OUD文件）。将数据文件备份保存在自己的文件中。 第 页 共 页

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