"PA1-简易调试器1实验:实现单步、表达式求值、监视点功能"

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PA1-简易调试器1; 本次实验是关于实现一个简易调试器的任务。整个实验包含三个阶段,预计耗时为30小时,约400行代码。以下是实验的详细内容: 阶段1:实现“单步,打印寄存器状态,扫描内存”三个调试功能。 在本阶段中,我们需要实现调试器的基本功能,包括单步执行代码、打印当前寄存器的状态和扫描内存。通过单步执行代码,我们可以逐行地执行程序,在每一行代码执行完成后暂停程序的执行,以便我们进行调试。打印寄存器状态可以帮助我们了解当前程序执行的状态,包括各个寄存器的值。扫描内存功能可以让我们查看任意内存地址的值,以便我们定位和调试问题。 阶段2:实现调试功能的表达式求值。 在本阶段中,我们需要扩展调试器的功能,使其能够进行表达式求值。通过表达式求值,我们可以在程序执行过程中对某些表达式进行计算,并打印出计算结果。这样可以帮助我们更好地理解程序的执行过程,并快速定位问题。 阶段3:实现监视点。 在本阶段中,我们需要实现监视点功能。监视点是一种调试功能,通过设置监视点,我们可以在程序执行到某个指定的语句时暂停程序的执行,以便我们对该语句进行调试。这对于调试复杂的程序非常有用,可以帮助我们更加精确地定位问题的所在。 以上是本次实验的主要内容和任务。在评分依据中,代码实现占70%,实验报告占30%。代码实现中的必做任务阶段1占50%,阶段2占30%,阶段3占10%,剩下的10%为选做任务。 "NEMU" 是一个经过简化的 x86 子集的模拟器,我们将在实验中逐步实现一个简易的调试器。通过实践课程的设计和完成,我们将学会如何进行调试和定位问题,并提高自己的编程能力。 综上所述,本实验要求完成一个简易调试器的实现,包括三个阶段的任务。实验具体内容包括单步执行、打印寄存器状态、扫描内存、表达式求值和监视点等调试功能。实验所需耗时约30小时,代码量约为400行。完成实验后,根据评分依据进行代码实现和实验报告的评分。同时,通过实验的完成,我们将提高自己的调试和编程能力。
2021-02-10 上传
2011-05-18 上传
目录 I 基础知识9 1 MINIX操作系统简介11 1.1 MINIX与UNIX . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 1.2 探索MINIX . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 1.3 编辑器:vi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 1.4 编译器:CC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 1.5 实习题. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 2 Intel 8086体系结构19 2.1 8086 CPU结构. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 2.2 运算器与指令部件. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 2.3 寄存器组. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 2.4 主存. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 2.5 堆栈. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 2.6 系统启动. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 2.7 二进制文件结构. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 3 ACK 8086汇编语言27 3.1 寻址. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 3.2 数据移动指令. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 3.3 常量、标号、数据与全局变量. . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 3.4 运算指令. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 3.5 标志位操纵指令. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 3.6 串操作指令. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 3.7 跳转、分支与循环. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 3.8 堆栈与子程序. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34 5 6 目录 4 实习:Hello World 37 4.1 Hello World程序. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 4.2 实习题. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39 II 汇编语言进阶41 5 C与汇编联合开发43 5.1 函数调用. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43 5.2 全局与局部变量. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45 5.3 编译与连接. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47 5.4 实习题. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48 6 中断与I/O 49 6.1 中断. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49 6.2 输入输出设备. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51 6.3 编写中断处理程序. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51 6.4 实习题. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53 7 实习:小游戏55 7.1 make工具. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55 7.2 实习题. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56 III 操作系统内核59 8 进程切换61 8.1 进程模型. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61 8.2 进程的实现. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62 8.3 进程切换. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64 8.4 中断嵌套. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67 8.5 MiniOS中的进程切换. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68 8.6 操作系统实现原则. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69 9 进程通信71 9.1 信号量. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71 9.2 消息机制. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74 9.3 消息机制的实现. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76 9.4 调试消息内核. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78 目录7 10 实习:操作系统内核83 10.1 引导操作系统. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83 10.2 微内核与层次式操作系统结构. . . . . . . . . . . . . . . . . . 83 10.3 实习题. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85 IV 轻量操作系统实现87 11 设备驱动程序89 11.1 设备驱动程序原理. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89 11.2 键盘设备. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91 11.3 屏幕设备. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93 11.4 死锁的产生与预防. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93 12 存储管理95 12.1 存储管理与系统调用服务进程. . . . . . . . . . . . . . . . . . 95 12.2 进程映像的创建与终止. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97 12.3 替换进程映像. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98 13 文件系统101 13.1 文件与目录. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101 13.2 文件与目录管理. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103 13.3 文件描述符. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104 14 实习:迷你操作系统109 14.1 一个简易的Shell . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109 14.2 实习题. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110 附录111 A vi常用命令113 B 虚拟机与外部的文件交换117