西电软院操作系统课程设计报告样本.doc

操作系统课程设计
实验报告册

班级：
学号：
姓名：
教师： 褚华

目 录

实验阐明
重要提示
实验1 系统调用
实验2 内核模块
实验3 文献系统
实验4 设备管理

实验阐明
1． 实验做为学习重要增进手段，是为了深化对理论理解，锻炼实践动手能力。
2． 实验同步也作为考核手段。
3． 实验内容会在课程进行中下达，并且会分次地、某些地被抽查。
4． 课程结束时，规定把所有实验整顿成一种完整电子文档并上交，做为最后成绩评估根据。
5． 如果有兴趣适当题目，也可自己选题目。

格式阐明
1． 本文档文献名命名为“学号-姓名”，如“13071000_小王”。
2． 留白某些局限性自己调节长度，也可加页（增长内容应在表格内）。
3． 每次实验报告都要在这个文献中（按照实验顺序依次）增长，而不是每次一种新word文献。
4． 本文档保存为doc格式（ 请勿用Worddocx格式）。

重要提示：
1． 实验正文建议使用小四号或五号宋体。
2． 若附加图形，则请直接嵌入到实验手册相应位置。
3． 各实验源程序，请按实验分目录存储，如第一种实验源程序存储在目录lab1下，第二个实验源程序存储在目录lab2下等等，依次类推。
可互相讨论，但禁止抄袭网络或同窗实验成果。

实验编号
1
题目
系统调用
实验目
为Linux内核增长一种系统调用，并编写顾客进程程序来测试
规定该系统调用可以完毕如下功能：
1. 该系统调用有1个int型参数，返回值为int。
2. 若参数为偶数，则输出自己学号后四位
3. 若参数为奇数，则输出自己学号后五位
实验内容
1.系统调用实现
2.增长系统调用
3.Linux内核构建
报告内容规定
(1) 实现办法和思路
(2) 测试及成果
报 告 正 文
要给linux增长系统调用，可以用修改内核源码并重新编译办法实现
一：基本过程是
1. 在系统调用表文献中给要增长一种系统调用名字
2. 在系统调用号文献中给要新增系统调用分派一种系统调用号
3. 增长系统调用声明
4. 添加系统调用实现
5. 重新编译内核
6. 编写测试驱动函数，测试系统调用与否添加成功

一：在系统调用表文献中增长系统调用名字

二：在系统调用号文献中给要新增系统调用分派一种系统调用号

三：增长系统调用声明

四：添加系统调用实现

要为linux内核增长系统调用，一方面必要要实现系统内核调用
也就是提供功能一种函数

依照题目规定，当给改系统调用传递int参数为奇数时输出自己学号后五位，当系统调用接受参数为偶数时，输出自己学号后四位

因此，系统调用实现如下

可以看到系统调用实现同基本C语言没多大差别，只是能使用库不同样
在linux内核中代码不能使用原则C库，只能使用内核提供库
因此能调用函数会有不同
最后实当代码如下

当参数num为偶数时输出2257也就是学号后四位
当参数为奇数时输出12257也就是学号后四位
可以看到输出函数式printk而不是printf，由于在内核中不能使用原则C函数

五：编译内核

六：测试系统调用

测试驱动函数如下

测试输出如下

由于在系统调用实现时忘掉在末尾加换行符了。。因此输出两个是在一行
也就是2257和12257，但是可以看到系统调用时实现了。

实验编号
2
题目
内核模块
实验目
1. 学习linux内核模块编写及加载办法
2. 理解linux内核模块机制

实验内容
1. 编写linux内核模块并测试
2. 编写可以带参数linux内核模块并测试
3. 使用内核模块办法为linux增长系统调用
1、 用内核模块办法完毕实验1内
报告内容规定
(1) 实现办法和思路
(2) 测试及成果
报 告 正 文
实验内容：

编写一种内核模块；
编译该模块；
加载、卸载该模块；

实验环节:
新建模块目录
用编辑器（vi）编辑源文献

分析:
模块入口函数为hello_init()，由module_init()宏指定，在模块被加载时候被调用向系统注册。
入口函数返回值：0表达到功，非0表达失败。
模块退出函数为hello_exit()，由module_exit()宏指定，在模块被卸载时被调用向系统注销，重要来完毕资源清理工作。它被调用完毕后，就模块就被内核清除了。
一种模块至少需要有入口和退出函数。

2.4内核后，引入辨认代码与否在GPL允许下发布机制 。在使用非公开源代码产品时会得到警告。通过宏MODULE_LICENSE(“GPL”)，设立模块遵守GPL证书，取消警告信息。
宏MODULE_DESCRIPTION()用来描述模块用途。
宏MODULE_AUTHOR()用来声明模块作者。
宏MODULE_SUPPORTED_DEVICE()声明模块支持设备。
这些宏都在头文献linux/module.h定义，使用这些宏只是用来提供辨认信息。

用编辑器编辑Makefile

编译模块

加载删除模块

dmesg输出信息

带参数模块

传入参数

输出成果

内容二:
用内核模块方式为系统添加一种系统调用
为Linux内核增长一种系统调用，并编写顾客进程程序来测试。
规定该系统调用够完毕如下功能：
1. 该系统调用有1个int型参数，返回值为int。
2. 若参数为偶数，则输出自己学号后四位
3. 若参数为奇数，则输出自己学号后五位
基本思路就是通过修改系统调用参数表所在内存地址
并加入系统调用即可

实验编号
3
题目
文献系统
实验目
1. 理解/proc文献系统
2. 掌握修改/proc文献系统办法
3. 运用/proc与内核交互
创立以及使用/proc文献
实验内容
1. 运用/proc与内核交互
2、 运用内核模块办法创立/proc文献
报告内容规定
(1) 实现办法和思路
(2) 测试及成果
报 告 正 文
实验一：

本实验只使用原则C函数进行修改/proc文献
也就是说直接read write /proc里文献
从而达到与内核交互目
代码如下

输出成果

可以看到实现了功能完毕了hostname文献修改

内容二:通过内核/proc编程接口进行/proc文献操作

本实验通过构造可加载内核模块,通过内核/proc编程接口进行/proc文献操作
需要用到基本函数有
struct proc_dir_entry *create_proc_entry( const char *name，mode_t mode，struct proc_dir_entry *parent) 这个函数创立一种/proc文献
struct proc_dir_entry *create_proc_read_entry( const char *name，mode_t mode，struct proc_dir_entry *base，read_proc_t *read_proc，void *data) 这个函数创立一种/proc只读文献

struct proc_dir_entry *proc_mkdir( const char *name，struct proc_dir_entry *parent) 这个函数创立一种/proc目录
删除节点（文献或者目录）remove_proc_entry()
void remove_proc_entry ( const char *name，struct proc_dir_entry *parent)
该函数将删除一种proc节点（按文献名删除）

以上函数只能创立一种文献，要想使创立文献发挥作用，尚有两个域值需要填写，它们是read_proc和write_proc。
该两个函数都是回调函数，当对文献进行读写时，系统会自动调用相应回调函数。
可以使用 write_proc 函数向 /proc 中写入一项。这个函数原型如下
int (*write_proc) (struct file *file，const char *buffer，unsigned long count，void *data)
file 参数事实上是一种打开文献构造（咱们可以忽视这个参数）。buffer 参数是传递给您字符串数据。缓冲区地址事实上是一种顾客空间缓冲区，因而咱们不能直接读取它。count参数定义了在 buff 中有多少数据要被写入。data 参数是一种指向私有数据指针
可以使用 read_proc 函数从一种 /proc 项中读取数据（从内核空间到顾客空间）。这个函数原型如下：
int (*read_proc) (char *page，char **start，off_t off，int count，int *eof，void *data)
page 参数是这些数据写入到位置，其中 count 定义了可以写入最大字符数。在返回多页数据（普通一页是 4KB）时，咱们需要使用 start 和 off 参数。当所有数据所有写入之后，就需要设立 eof（文献结束参数）。与 write 类似，data 表达也是私有数据。此处提供 page 缓冲区在内核空间中。

实验代码如下

可以看到代码创立一种/proc13121257目录
并且创立两个文献以及一种link文献
成果如下

若对文献进行读写操作则如下显示

实验编号
4
题目
设备管理
实验目
1. 理解linux设备文献
2. 理解linux设备驱动程序编写
实验内容
1. 实现一种linux字符设备驱动文献
报告内容规定
(1) 实现办法和思路
(2) 测试及成果
报 告 正 文
1. 一方面理解linux设备驱动文献基本数据构造
内核设备驱动程序表构造(in fs/devices.c)
struct device_struct {
const char *name； // device name
struct file_operations * fops;
};
字符设备驱动程序基本操作和数据构造
2. 字符设备驱动程序：
设备表：全局数组chrdevs[255],主设备号是它下标
登记： register_chrdev() / unregister_chrdev()
缺省操作集合：
file_ops： def_chr_fops，仅定义了open办法；
inode_ops：chrdev_inode_operations，仅定义了其中file_operation=&def_chr_fops.

三： 核心代码

实现了驱动程序初始化以及退出清理函数
在初始化中用register_chrdev函数进行注册
在退出中用unregister_chrdev函数进行清理
2. 核心字符设备驱动程序数据构造

其中rwbuf_open实现打开设备文献操作
Rwbuf_close实现关闭设备文献操作
Rwbuf_write实现写设备文献
Rwbuf_read 实现读设备文献
Rwbuf_ioctl实现某些操作

在测试函数中

实现读写操作以及clean操作

一方面创立一种设备文献节点

可以看出可以对设备文献像普通文献同样进行读写操作
运营成果如下

实验完毕