《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 适用专业：计算机科学与技术 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）向下查找字符串“0:wait”。 （20）再向上查找字符串“halt”。
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实验名称：Linux编程基础
学 时 数：4学时
（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
int display1(char *string); int display2(char *string);
int main() { }
int display1(char *string) { }
int display2(char *string1) {
char *string2; int size,i;
size=strlen(string1);
string2=(char *)malloc(size+1); for (i=0,i string2[size-i]=string[i]; printf(“The original string is %s \\n”,string); char string[]=”Embedded Linux”; display1(string); display2(string); 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，一步步找出错误所在。 2 （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() { } #hello.h #include （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。 三、实验步骤 根据实验内容要求完成实验。 printf(“Hello everyone!\\n”); 3 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(嵌入式系统) 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。 开始 fork()创建两个子进程子进程1父进程阻塞式等待子进程1的结束等待1s子进程2是否结束？运行（调用execlp()执行“ls -l”命令）是子进程2运行（调用sleep函数）结束 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 4 的同步和互斥问题。 使用3 个信号量，其中两个信号量 avail 和 full 分别用于解决生产者和消费者线程 之间的同步问题，mutex 是用于这两个线程之间的互斥问题。其中 avail 表示有界缓冲区中 的空单元数，初始值为 N；full 表示有界缓冲区中非空单元数，初始值为 0；mutex是互斥 信号量，初始值为 1。参考流程图如图2所示。 开始 建立有名管道 打开有名管道 初始化三个信号量 创建消费者和生 产者两个线程 生产者线程 P操作（avail） P操作（mutex） 读管道消费者线程 P操作（full） P操作（mutex） 写管道 V操作（full） V操作（mutex） 结束 V操作（avail） V操作 ） （mutex 图2 多线程实验流程图 三、实验步骤 1、根据参考流程图编写程序； 2、编译和运行程序代码，并观察运行结果。 5
2-嵌入式操作系统实验指导书(2024年5月更新)
