2.7 演示实验操作过程在线视频

接下来给大家demo一下

有关lab0的一些实验环节

特别是实验环节的一些建立的过程

可以看到我们现在

已经打开virtualBox虚拟的这个模拟器

那在virtualBox里面呢

我们其实已经建立好了一个叫moocos.lab

这么一个虚拟的硬盘

这里面可以看出这个配置怎么回事呢

我们配置这个Ubuntu64一个环境

有4G的内存

然后这是一些显卡等等

这个就是一些常规的设置

比较重要是这个硬盘

我们这个硬盘已经建立好了

叫mooc-os.vdi

给它虚拟了8G这个内存空间

还有网卡

我们可以看看点击 启动

那它就开始模拟一台计算机启动

在这个启动过程中呢

可以看到Ubuntu的一个启动过程

我们接下来的操作呢

基本上就是在

这个Ubuntu环境中来完成的

那可以看出来这里面

这是一个linux Ubuntu的一个环境

那我们用14.04这么一个版本

我们首先进入全屏模式

好 你可以看到现在进入全屏模式

其实就和我们在一般的linux操作

是差不多的了

那在这里面呢 我们打开一个shell

那我们的这个实验环境

是放在moocos下面的

那我们可以看到所有的

code放在ucor_lab下面

这里面有两部分

一部分是labcodes

可以看到lab1到lab8

需要去填空的代码放在这儿了

但是呢我们也提供了答案

这是lab1到lab8的答案

如果大家确实做不出来的话

也可以参考相应的答案

以及做出来之后

可以跟这个参考答案做一个对比

这里面呢没有绝对的对错

只是做一个参考而已

那接下来我们可以看到

我们已经用到了OS命令是吧显示目录

pwd呢是显示当前目录 还有什么呢

比如说我们再建一个目录

那会看到多了一个test目录

当然我们也可以做比如把前面那个

这么一个文件移到这儿来

移到当前目录下

当前目录下

那可以看到test多了这么一个文件

还有呢 我可以把它删除

这个文件就没有了

这是简单的创建目录显示

然后移动文件

还有创建文件等等

都可以用这个来实现

那这是所谓的通常的

基于这个shell的一些操作命令

当然我们也可以

通过一种图形界面方式

比如打开这个

这是一个类似于资源管理器

你也可以在这里面打开moocos

我们刚才看到这个mooclab

然后看到test

那你可以采取这种图形界面方式改名

test2这种改名

删除呢 move to trash移到垃圾箱里面去

看这儿可以看到

还可以恢复它

这儿

restore那在这儿我可以把它彻底的删掉

shift delete 那就可以把它彻底删掉了

那这也是通过这种图形界面来使用

很多同学可能对这个也比较熟悉

这是一些

常见的一些对文件的一些访问

还有一个就是什么呢

我们开发环境中也有一些命令

比如说gcc你可以看到

我们这里面有是有gcc的代码

还有gdb 退出quit

退出这个gdb的代码 make等等

另一方面我们还可以看到

我们希望有一个很方便

来完成我们实验的一个环境

当然我们完全可以

用这种字符方式来完成

就基于命令行的方式

举个例子比如说

我们现在到lab_answer目录下

然后看一下lab1

比如make clean一下

make clean这时候因为有makefile

所以make clean找Mmake file

然后来执行clean这个命令

会把相应的这些

生成的这些执行文件给删除掉

那我们make 回车

那你看到它整个编译过程

会把虚拟磁盘镜像给建立好

这里面包含了kernel

在bin目录下有kernel这么一个文件

如果用file看一下的话

这个文件可以看到

它是一个可执行的一个文件

它会把我们bootloader给加进去

那bootloader放哪呢

它这个Bin目录下还有一个什么文件呢

ucore.img这实际上就是

我们用到bootloader它生成一个磁盘镜像

这个磁盘镜像包含了bootloader

以及ucore的这个kernel

我们怎么来运行它呢

make qemu 那么它会调qemu来执行它

这里面可以看到这是lab1

其实lab1的代码 我们只是来做测试一下

可以看出来它可以跑起来了

而且这个时钟中断可以正常工作

这是一个qemu它可以通过串口输出

也可以输到屏幕上

这是ctrl c

Ctrl c整个中断了

那么又回到了初始状态

看到我们这里面

当你做完make时候呢

它生成了很多文件

包括obj文件 包括bin文件等等

那我们可以去编辑它

比如说我们曾经说过有vim

看一下这个Mmake file什么内容

那可以看到这里面

有定义很多的一些变量

当然这些变量都是

符合makefile的语法格式的

大家需要去了解

我们现在退出了vim

当然这些操作都是字符方式

如果大家对字符方式很熟的话

用字符方式足够了

但是也有很多同学

可能不太熟悉这种字符方式

需要跟windows类似的

图形化的一种操作界面

那我们这里面也提供了

比如说我们这里面建立了

这个eclipse-CDT环境

单击一下可以把它打开

稍微等一下

因为它有一个加载的过程

我们这里面可以看到是一个

比如说我们到一个c++的一个开发环境中

我们可以看到我们把刚才

这个lab1_ans的目录导进来了

可以看到这是一个Project

这是C的一个Project

其实是lab1的工程

这里面包含了我们所有代码

比如说这里面是boot代码

你要想看这个代码点击一下 双击一下

那么就可以看它的源代码

就可以去分析它 这里面有c

有足够的注释 这是bootmain.c

这是bootloader主体函数

它负责加载

我们可以看到这里面

比如这个readseg只要点一下它

它大致的一个位置可以发现出来

如果敲一下F3 那甚至可以到这个函数

可以跳到这个函数里面来

再敲一下F3 比如到了readsect

那可以到这儿来

它可以跨文件来查找不同函数这种引用

通过它很好的可以来分析源代码

那我们怎么来编译它呢

这在编辑环境中

我们编译它其实在这儿也是一样的

你可以把它这里面有一个build

build Project

因为刚才已经编译过了

现在啥也不用做了

它已经编译好了

如果把它clean掉的话

比如说我们把这个shell打开 make clean

再看它这个obj目录和刚才

看到的bin目录已经消失了

已经被删除了

用rm-r是递归删除的意思

就把这两个目录下的

所有文件都删除了

这个时候我们来切换到

就alt tab切换到这个eclipse环境中来

那我们可以再编译一次

你可以看到刚才的重复这个过程

在命令行在这里面也重现了 那编好了

编好了我们怎么运行它呢

我们特别是希望能够debug是吧

运行已经看到make qemu那debug怎么办

debug的话相对来说需要做一些配置

在这里面 我们可以看着

对于这个Project

我们要有一个debug configure

假定我们已经装了

这个Zylin Embedded debug

那大家可能好奇 这个plug in在哪装呢

其实我们先把这个先关掉可以看一看

在install new software这里面呢

你可以看到我们当时装这个地址在这儿

这么一个地址

把它敲进去之后呢

就可以查找它的那个plug in那个主键

那么可以看到

另一方面其实你也可以看着

这里面已经安装的主键

在这儿 installation Detalls

可以看出来装好了这个软件

那么同学可以先把这个软件装好

就可以用来便于我们做调试

我们再回头来看看这个配置

有了这个之后呢

我们在这个debug configuration里面呢

会有一个lab1的一个配置

这个名字随便敲

我们这里面叫lab1 ans Default

那Projectlab也是一个optional

这是随便填的

debugger这很重要

你要选择哪种debugger

我们这边就用了EmbeddedGDB

然后stop on startup at bootmain

我们想停在刚才说的bootloader

这个函数里面

这里面写个bootmain

或者把它关掉也行

因为我们在后面Commands里面

也会在这儿有一个gdb命名break

好 bootmain 这是设置debug

到底用哪个debugger呢

所以用的gdb的debugger

这是一个命令行方式的一个调试工具

我们这里面只是把它加个壳

可以更方便在eclipseide环境中

来调试应用程序

其它这些设置保持不变

这里面commands相当于是说

当如果我们要启动这个调试的时候

需要做的一些工作

这里面工作包括

怎么来跟qemu建立一个连接

从而可以控制qemu来调试我们的lab1

这里面有一些命令你大致能理解一些

这是用来完成对qemu的连接

这个呢第二行是干什么的呢

你要调bootloader的话

那我们前面已经看到的

在boot目录下的是一个程序

是bootloader

在kern目录下是另一个程序

是我们ucore

bootloader会加载ucore

那所以说在这里面呢

我们首先要把bootloader

这个符号加载进来

用这个命名

这是一个在obj目录下

有个bootblock.o

这个文件实际上

是bootloader的主体执行程序

它里面包含了符号信息

比如这个函数它的位置有break bootmain

等于是说在bootmain所对应的

那个虚拟地址里面呢

设置一个断点

这是gdb初始化命名

所以continue是让它执行

在这个执行之前

首先要把我们说的这个qemu启起来

那么这里面我们也配好了一个

外部工具来启qemu

比如说在这里面你可以看到

我们准备了一个什么工具呢

lab1ans有一个运行一个make命令

make命令会根据makefile里面

查找一个gdb一个选项

然后make gdb就可以把qemu提起来

我们可以看一看

假设我们在这里面run一下

这所有操作都在这个集成开发环境里面

选择外部工具 你可以看着qemu在等待

等待跟gdb建立一个联系

处于一个刚开始运行的状态

然后如果我们现在之后

再运行一下debug这个的话

那我们就可以看到 就会有些问题

我们这里面

可以看到qemu先把它设在最前端

这样可以时刻观察它的变化

它问你是否要进入

一个debug一个view的一个状态

我们认为yes

因为我们需要在debugview下面

更好来调试和分析我们程序

你看到现在这个已经断在了debug

你看debug current指令指针

我们接下来干什么呢

很简单就像我们通常

调应用程序一样 step Over

就是跳过这个函数去执行它

它为什么会跳几下

是由于它这个做了优化

使得这个地址和源码之间的

对应关系并不是完全对应好的

如果你不做任何优化就可以对上

这里面我们可能好奇

这个ph到底是多少值 它现在是零

因为一开始还没有做赋值

做完这个赋值之后就不应该是零了

可以看到什么呢

再看ph 它已经赋了一个值

可以看出来这种方式

就可以把这个程序的执行过程

很容易的分析清楚

在这里面需要注意

我们如果要调试ucore

为此我们需要把ucore

那个符号信息加载进来

在这里面我们会到Console这个里面呢

会把这个加进来 在哪加呢

会把这个叫做file bin kernel加进来

reading symbols读进来之后呢

这里面有一个起止函数

这是ucore那个最开始跑的

一个c程序的函数

设置好了 然后这时候

我们如果再让它继续运行

你可以看到

它现在已经跑完了就是bootloader的工作

然后把控制权交给了ucore另外一个程序

同时因为我们刚刚设的断点

我们可以接着继续调试它

这里面有一个字符串 message

message等于多少呢

刚才说的THUCST这一块

那么cprint就会打印出来

那我们再继续执行这个函数

可以看到它已经进去了

字符串已经打印出来了

在这边你看着了有这个字符串的显示

如果我们想进入这里面看它的细节

step in 那你就可以看着

它怎么一步步完成这个打印

这是一个简单的调试

当然我们可以看更复杂一点

比如说我们关注的是

刚才那一段c代码对应的汇编代码

就在这边有展示

我还可以看到特定里

关注的一些变量的一些情况

比如说这个等于多少

这里面其实它等于这些已经列出来

etext等于这么一个值 在这里面有展示

这是大致的一个

在这个eclipse环境下来调试这么一个过程

那我们现在要继续运行的话

那它这个跟刚才

我们在用make qemu这种方式是一样的

比如说举个例子

可以看到一个是在eclipse环境下

调试的这一个qemu

第二个呢是直接执行的一个qemu

这两者呢都可以看出来是差不多一个效果

但是这里面有一些不同之处

我们可以对它进行打断来执行

这是它实际上在这儿 这个已经停止了

但另一个qemu还在继续执行

看这个qemu还在执行

那我大致就把这个通过eclipse来调试呢

给大家做了简单的介绍

当然eclipse功能很强大

大家还可以在使用过程中

再进一步去了解和熟悉

它不仅仅是调试

它还可以用来做分析开发等等

这是很好的开发环境

另外一个工具呢

给大家做个简单介绍 Understand

其实向老师也给大家

做过一个简单的介绍

new Project

那c代码和汇编码

那它在哪加一个目录 这个目录在哪呢

其实就你可以指定一下

比如说你的机器的刚才的地址

在这儿 ucorelab

ucorelad answer然后是lab1 result

那这里面选择一个choose

然后ok next

它会帮你做分析 建好这个目录

那这可以看到

关于这里面的一些调用的函数

比如说readline

那我们可以看到它的一个调用关系

readline它调了这么多其它的函数

同时也被kmonitor这个函数调用

这个实际上通过understand

可以更好看到一个它的

一个函数调用关系图

也便于大家对

这个操作系统整体的一个把握

这个工具是用来比较的

比如说举个例子

让我们看看lab1和lab2到底有什么不同

那就可以看出来

它里面展示出来它们之间的不同

比如打开这个文件

那你看lab2就多增加了一些内容

也还有lab1和lab2之间

其它地方的一些不同

也都逐一展示出来了

那可以通过很方便的

一个一个的选择来看出

比较它们之间的一些差异性

这是一个diff的一个图形化的工具

当然还有字符方式diff

这个相对来说比较简单一些

但是呢就是如果分析复杂软件的话

用meld好像比较容易一些

至于apt系列 apt.get来查找安装一些软件

sudo是确保是处于

超级用户的权限才能够安装软件

这属于系统一个工具

那比如刚才cdt空格口令

它已经发现eclipse cdt已经安装了

所以说你不需要再重新安装

那么git呢是用来分析这个版本的

或者是上载版本管理

在这里面git status看当前状态

你现在整个是一个很干净的一个环境

你没有做任何更新

那这里面所以说你的工作clean等等

你还有其它一些命令 git Pull

下载新代码 git push

推你的代码到git池里面去等等

这都是一些常见的命令

如果大家需要了解的话

结合我们的文档中给出的链接

可以去进一步学习一下

那大致的一个调试和整个过程呢

就给大家介绍到这儿

我想还有很多一些细节呢

特别是gdb一些使用呢

其实也有必要

大家去看看它怎么来调试的

你可以用小的应用程序来调试

也可以用刚才说的那个工具

比如说命令行方式也可以调试

我们刚才展示了eclipse方式来调试

比如make debug

那你可以看着我起了qemu一样的

然后它起了一个字符方式的cgdb

那其实一样它也断到了这一点 next

可以看到它走到哪去了

走到了88行 86行 88行到91行等等 p.ph

打出来这个值

如果执行完91行的话

发现它结果是不一样的

刚才我们在那儿实验是一样的

就是你可以选择你不同方式来调试

如果continue 那你可以看着

刚才我们把这个设置成always on top的话

那么我们continue可以看到

它的一个变化过程也很类似

然后ctrl c中断一下

它执行到了一个我们看不到的地方

是100073对应不到源代码

所以是两个问号 这是用gdb来调试一个简单

做退出 quit退出 把这个要关掉

我们可以看着了就是通过不同的方式

有图形方式 有字符方式

都可以用来编辑分析和运行调试

我们的操作系统的实验

这里面还有很多工具

可以值得大家去探索和摸索

关于工具的介绍大致就讲到这里

谢谢大家