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《西安交大操作系統(tǒng)課內(nèi)實驗報告.doc》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫。
1、操作系統(tǒng)原理課內(nèi)實驗報告學(xué)生姓名司默涵專業(yè)/班級計算機11班學(xué)號所在學(xué)院電信學(xué)院指導(dǎo)教師何暉張航提交日期2013年12月25日操作系統(tǒng)原理課內(nèi)實驗1.實驗?zāi)康?.1用戶接口實驗（1）理解面向操作命令的接口Shell；（2）學(xué)會簡單的shell編碼；（3）理解操作系統(tǒng)調(diào)用的運行機制；（4）掌握創(chuàng)建系統(tǒng)調(diào)用的方法。操作系統(tǒng)給用戶提供了命令接口和程序接口（系統(tǒng)調(diào)用）兩種操作方式。用戶接口實驗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)會簡單的shell編程方法。然后通過想Linux內(nèi)核添加一個自己
2、設(shè)計的系統(tǒng)調(diào)用，來理解系統(tǒng)調(diào)用的實現(xiàn)方法和運行機制。在本次實驗中，最具有吸引力的地方是：通過內(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)，這對我們初步了解操作系統(tǒng)的生成過程極為有利。1.2文件系統(tǒng)實驗（1）掌握文件系統(tǒng)的工作機理；（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。這是相對來說有一定難度的實驗，它含蓋了一個簡單的二級文件系統(tǒng)的設(shè)計以及相關(guān)的接口命令編寫的內(nèi)容，也鑒于此把它放在了最后一個實驗。“一分耕耘，一分收獲”，在完整的完成本實驗，你將獲得的收益是：對文件系統(tǒng)工作
3、的機理，特別是linux的ext2文件系統(tǒng)工作機理了如指掌；linux下較強的編程能力。（注）文件系統(tǒng)實驗由吳治誠（）和司默涵（）分工合作完成。具體分工如下：吳治誠同學(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、位示圖的實現(xiàn)和錯誤調(diào)試。2.實驗方法詳述2.1用戶接口實驗通過將自行創(chuàng)建的系統(tǒng)調(diào)用添加到linux內(nèi)核中實現(xiàn)。2.2文件系統(tǒng)實驗實際上是利用了高級語言對jinux的文件系統(tǒng)進(jìn)行了模擬。真正的文件系統(tǒng)對外存進(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
4、面這些技術(shù)不屬于操作系統(tǒng)核心內(nèi)容，一方面過多的內(nèi)容不免造成實驗者顧此失彼，所以這里推薦一種使用內(nèi)存來模擬外存的方式，可以跳過這些硬件技術(shù)而直接把精力放在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計和操作算法設(shè)計上面。3.詳細(xì)實驗過程3.1用戶接口實驗對于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）1.修改arch/x86/include/asm/unistd_32.h，添加以下內(nèi)容：#define__NR_mycallSYS_ID并修改文件中的NR_syscalls
5、，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)然也可以把一些無用的模塊去掉）makemenuconfig2.編譯內(nèi)核（-jN中的N表示使用多少個線程編譯，一般為處理器數(shù)目+1）m
6、ake-j5bzImage3.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)行版中會自動生成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)。s
7、udomakeinstall6.（可選步驟）提示：在較舊的發(fā)行版中，可能需要手動生成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）：參考原有的啟動項，添加新內(nèi)核的啟動項即可。使用系統(tǒng)調(diào)用#includeintmain(intargc,char*argv[]){syscall(SYS_ID);return0;}運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）：d
8、mesg3.2文件系統(tǒng)實驗3.2.1外存管理其實很早人們設(shè)計操作系統(tǒng)的時候就意識到一個問題：所有的程序和數(shù)據(jù)不可能都放在內(nèi)存當(dāng)中。所以為了騰出寶貴的內(nèi)存空間，也為了方便用戶管理外存上的文件，文件系統(tǒng)應(yīng)運而生。文件系統(tǒng)是一個含有大量的文件及其屬性，對文件進(jìn)行操作、管理的軟件，以及向用戶提供使用文件的接口的一個集合。在邏輯上它的層次結(jié)
