西安交大電路課件 西安交大操作系統(tǒng)課內(nèi)實(shí)驗(yàn)報(bào)告

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2、也因此而分為兩大部分。首先要熟悉Linux的基本操作命令，并在此基礎(chǔ)上學(xué)會(huì)簡(jiǎn)單的shell編程方法。然后通過(guò)想Linux內(nèi)核添加一個(gè)自己設(shè)計(jì)的系統(tǒng)調(diào)用，來(lái)理解系統(tǒng)調(diào)用的實(shí)現(xiàn)方法和運(yùn)行機(jī)制。在本次實(shí)驗(yàn)中，最具有吸引力的地方是：通過(guò)內(nèi)核編譯，將一組源代碼變成操作系統(tǒng)的內(nèi)核，并由此重新引導(dǎo)系統(tǒng)，這對(duì)我們初步了解操作系統(tǒng)的生成過(guò)程極為有利。1.2文件系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)（1）掌握文件系統(tǒng)的工作機(jī)理；（2）理解文件系統(tǒng)的主要數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；（3）學(xué)習(xí)較為復(fù)雜的LINUX下的編程。47這是相對(duì)來(lái)說(shuō)有一定難度的實(shí)驗(yàn)，它含蓋了一個(gè)簡(jiǎn)單的二級(jí)文件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)以及相關(guān)的接口命令編寫的內(nèi)容，也鑒于此把它放在了最

3、后一個(gè)實(shí)驗(yàn)?！耙环指?，一分收獲”，在完整的完成本實(shí)驗(yàn)，你將獲得的收益是：對(duì)文件系統(tǒng)工作的機(jī)理，特別是linux的ext2文件系統(tǒng)工作機(jī)理了如指掌；linux下較強(qiáng)的編程能力。（注）文件系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)由吳治誠(chéng)（2110505021）和司默涵（2110505018）分工合作完成。具體分工如下：吳治誠(chéng)同學(xué)主要負(fù)責(zé)程序主體算法（例如用戶目錄等）和有關(guān)文件功能的實(shí)現(xiàn)；司默涵同學(xué)主要負(fù)責(zé)子文件系統(tǒng)有關(guān)功能、位示圖的實(shí)現(xiàn)和錯(cuò)誤調(diào)試。2.實(shí)驗(yàn)方法詳述2.1用戶接口實(shí)驗(yàn)通過(guò)將自行創(chuàng)建的系統(tǒng)調(diào)用添加到linux內(nèi)核中實(shí)現(xiàn)。2.2文件系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)實(shí)際上是利用了高級(jí)語(yǔ)言對(duì)jinux的文件系統(tǒng)進(jìn)行了模擬

4、。真正的文件系統(tǒng)對(duì)外存進(jìn)行管理，涉及到許多硬件、設(shè)備管理方面的底層技術(shù)，一方面這些技術(shù)不屬于操作系統(tǒng)核心內(nèi)容，一方面過(guò)多的內(nèi)容不免造成實(shí)驗(yàn)者顧此失彼，所以這里推薦一種使用內(nèi)存來(lái)模擬外存的方式，可以跳過(guò)這些硬件技術(shù)而直接把精力放在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和操作算法設(shè)計(jì)上面。3.詳細(xì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程3.1用戶接口實(shí)驗(yàn)對(duì)于linux-3.0.2版本的系統(tǒng)添加方法：提示：建議使用Gcc-4.6版本（如果使用Ubuntu，建議使用Ubuntu12.04）471.修改arch/x86/include/asm/unistd_32.h，添加以下內(nèi)容：#define__NR_mycallSYS_ID并修改文

5、件中的NR_syscalls，將其值增加12.修改arxh/x86/include/asm/syscalls.h添加以下內(nèi)容：asmlinkagevoidsys_mycall();3.修改arch/x86/kernel/syscall_table_32.S，添加以下內(nèi)容：.longsys_mycall編譯內(nèi)核(請(qǐng)盡量避免使用makeclean)1.配置內(nèi)核（建議使用默認(rèn)配置，僅僅修改localversions即，可當(dāng)然也可以把一些無(wú)用的模塊去掉）makemenuconfig2.編譯內(nèi)核（-jN中的N表示使用多少個(gè)線程編譯，一般為處理器數(shù)目+1）make-j5bzImag

6、e3.編譯內(nèi)核模塊make-j5modules4.安裝內(nèi)核模塊（需要root權(quán)限）提示：模塊被安裝在/lib/modules/versions/下（比如2.6.31內(nèi)核在config時(shí)設(shè)定其的localversions為-myservice，那么versions為2.6.31-myservice）sudomakemodules_install5.安裝內(nèi)核提示：在較新的Linux發(fā)行版中會(huì)自動(dòng)生成init內(nèi)存文件系統(tǒng)，并將配置文件、內(nèi)核及init內(nèi)存文件系統(tǒng)拷貝到/boot目錄下，最后更新引導(dǎo)。sudomakeinstall6.（可選步驟）47提示：在較舊的發(fā)行版中，可能

7、需要手動(dòng)生成init內(nèi)存文件系統(tǒng)及更改引導(dǎo)。生成init內(nèi)存文件系統(tǒng)：mkinitramfs-k-oinitrd.img-versionsversions更改引導(dǎo)（grub文件）：參考原有的啟動(dòng)項(xiàng)，添加新內(nèi)核的啟動(dòng)項(xiàng)即可。使用系統(tǒng)調(diào)用#includeintmain(intargc,char*argv[]){syscall(SYS_ID);return0;}運(yùn)行程序后使用以下命令查看內(nèi)核日志（printk的輸出信息在內(nèi)核日志中）：dmesg3.2文件系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)3.2.1外存管理其實(shí)很早人們?cè)O(shè)計(jì)操作系統(tǒng)的時(shí)候就意識(shí)到一個(gè)問(wèn)題：所有的程序和數(shù)據(jù)不