《嵌入式操作系统》实验指导书
实验1  Linux编程基础
实验序号：1                            实验名称：Linux编程基础
适用专业：计算机科学与技术、通信工程学时数：4学时
嵌入式多线程编程
一、实验目的
1、熟悉Vim的工作模式，熟练使用vim中的常见操作。
2、熟练掌握gcc编译命令及gdb的调试命令，通过对有问题程序的跟踪调试，进一步提高发现问题和解决问题的能力。
3、熟悉多文件的makefile的编写，熟悉各种形式的makefile，并且进一步加深对makefile中用户自定义变量、自动变量的理解。
4、使用autotools生成多文件的makefile，进一步掌握autotools的使用方法。
二、实验内容
1、vim使用练习
（1）在“/root”目录下建一个名为“vim”的目录。
（2）进入“vim”目录。
（3）将文件“/etc/inittab”复制到“vim”目录下。
（4）使用vim打开“vim”目录下的inittab.
（5）设定行号，指出设定initdefault（类似于“id:5:initdefault”）的所在行号。
（6）将光标移到该行。
（7）复制该行内容。
（8）将光标移到最后一行行首。
（9）粘贴复制行的内容。
（10）撤销第9步的动作。
（11）将光标移动到最后一行的行尾。
（12）粘贴复制行的内容。
（13）光标移到“si::sysinit:/etc/rc.d/rc.sysinit”。
（14）删除该行。
（15）存盘但不退出。
（16）将光标移到首行。
（17）插入模式下输入“Hello,this is vi world!”.
（18）返回命令行模式。
（19）向下查字符串“0:wait”。
（20）再向上查字符串“halt”。
（21）强制退出vim，不存盘。
2、用gdb调试程序的bug
（1）使用vi编辑器，将以下代码输入到名为greet.c的文件中。此代码的原意为输出倒序main函数中定义的字符串，但结果显示没有输出，代码如下所示。
#include<stdio.h>
int display1(char *string);
int display2(char *string);
int main()
{
char string[]=”Embedded Linux”;
display1(string);
display2(string);
}
int display1(char *string)
{
printf(“The original string is %s \n”,string);
}
int display2(char *string1)
{
char *string2;
int size,i;
size=strlen(string1);
string2=(char *)malloc(size+1);
for (i=0,i<size;i++)
{
string2[size-i]=string[i];
}
string2[size+1]=’’;
printf(“The string afterward is %s\n”,string2);
}
（2）使用gcc编译这段代码，注意要加上“-g”选项以方便之后的调试。
（3）运行生成的可执行文件，观察运行结果。
（4）使用gdb调试程序，通过设置断点、单步跟踪，一步步出错误所在。
（5）纠正错误，更改源程序并得到正确的结果。
3、编写包含多文件的makefile
（1）用vi在同一目录下编辑两个简单的hello程序，如下所示。
#hello.c
#include“hello.h”
int main()
{
printf(“Hello everyone!\n”);
}
#hello.h
#include<stdio.h>
（2）仍在同一目录下用vim编辑makefile，且不使用变量替换，用一个目标体实现（即直接将hello.c和hello.h编译成hello目标体）。然后用make验证所写的makefile是否正确。
（3）将上述makefile使用变量替换实现。同样用make验证所编写的makefile是否正确。
（4）编辑另一个makefile，取名为makefile1，不使用变量替换，但用两个目标体实现（也就是首先将hello.c和hello.h编译为hello.o，再将hello.o编译为hello），再用make的“-f”选项验证这个makefile1的正确性。
（5）将上述makefile1使用变量替换实现。
4、使用autotools生成包含多文件的makefile
（1）在/root下新建文件夹auto。
（2）将上例的两个代码文件“hello.c”和“hello.h”复制到该目录下。
（3）使用autoscan生成configure.scan.
（4）编辑configure.scan，修改相关内容，并将其重命名为configure.in。
（5）使用aclocal生成aclocal.m4。
（6）使用autoconf生成configure。
（7）使用autoheader生成config.h.in。
（8）编辑makefile.am。
（9）使用automake生成makefile.in。
（10）使用configure生成makefile。
（11）使用make生成hello可执行文件，并在当前目录下运行hello查看结果。
（12）使用make install将hello安装到系统目录下，并运行，查看结果。
（13）使用make dist生成hello压缩包。
（14）解压hello压缩包。
（15）进入解压目录。
（16）在该目录下安装hello软件。
三、实验步骤
根据实验内容要求完成实验。
实验2  进程管理实验
实验序号：2                          实验名称：进程管理实验
适用专业：计算机科学与技术、通信工程学时数：4学时
一、实验目的
1、通过编写多进程程序，使读者熟练掌握fork()、exec()、wait()和waitpid()等函数的使用，进一步理解在Linux中多进程编程的步骤。
2、通过编写经典的“生产者—消费者”问题的实验，进一步熟悉Linux中的多线程编程，掌握用信号量处理线程间的同步和互斥问题。
二、实验内容
1、编写多进程程序
该实验有3个进程，其中一个为父进程，其余两个是该父进程创建的子进程，其中一个子进程运行“ls -l”指令，另一个子进程在暂停5s之后异常退出，父进程先用阻塞方式等待第一个子进程的结束，然后用
非阻塞方式等待另一个子进程的退出，等待收集到第二个子进程结束的信息，父进程就返回。参考流程图如图1所示。
图1 多进程实验流程图
2、多线程实验
编写“生产者—消费者”问题的实验，熟悉Linux中的多线程编程。
“生产者—消费者”问题描述如下。有一个有限缓冲区和两个线程：生产者和消费者。他们分别不停地把产品放入缓冲区和从缓冲区中拿走产品。一个生产者在缓冲区满的时候必须等待，一个消费者在缓冲区空的时候也必须等待。另外，因为缓冲区是临界资源，所以生产者和消费者之间必须互斥执行。
要求使用有名管道来模拟有限缓冲区，并且使用信号量来解决“生产者—消费者”问题中

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