华中科技大学计算机学院操作系统课程设计报告[1]

华中科技大学嵌入式操作系统课程设计实验报告院系: 计算机科学与技术学院专业:班级：姓名：指导老师：报告时间：计算机科学与技术学院目录1.课程设计目的 (3)2.课程设计环境搭建 (3)3.内容一：熟悉和理解Linux编程环境3.1 内容要求 (5)3.2 设计过程及实现 (5)4.内容二：掌握添加系统调用的方法4.1 内容要求 (9)4.2 设计过程及实现 (9)5.内容三：掌握添加设备驱动程序的方法5.1 内容要求 (17)5.2 设计过程及实现 (17)6.内容四：理解和分析/proc文件6.1 内容要求 (22)6.2 设计过程及实现 (22)1 课程设计目的（1）掌握Linux操作系统的使用方法；（2）了解Linux系统内核代码结构；（3）掌握实例操作系统的实现方法。

2 课程设计环境搭建（1）windows 7上，利用虚拟机软件VMware软件搭建的linux平台：◎Ubuntu 11.10 （安装包：ubuntu-11.10-desktop-i386）◎内核：linux-headers-3.0.0-12-generic（2）更改root登录：在现阶段Ubuntu的系统中，是不允许直接以root身份登录系统的，但是在做课设的过程中，需要大量的使用root权限来进行命令的操作。

如果以普通用户登录ubuntu，会连编辑一个文件都非常周折。

为此，我找到了一种修改系统文件，以达到直接使用root身份登录的方法：◎开始的时候，只能以普通用户登录，用Ctrl+Alt+T打开终端：初始化/修改root密码sudo passwd root用vi编辑器修改这个文件：sudo vi /etc/lightdm/lightdm.conf在文件最后加入这么一行代码：greeter-show-manual-login=true然后保存退出，sudo reboot 重启系统。

之后就可以输入root用户登录。

（3）在添加系统调用中用到的其他内核包：◎下载和当前实验环境最为接近的系统版本（这点很重要）使用apt-get install linux-source-3.0.0 命令，◎下载结果是linux-source-3.0.0.tar.bz2◎解压命令：tar –xjvf linux-source-3.0.0.tar.bz2 –C /usr/src ◎解压后，在/usr/src目录下得到内核文件夹linux-source-3.0.0（4）在调用linux图形库时需要安装GTK环境：◎安装gcc/g++/gdb/make 等基本编程工具apt-get install build-essentialTip：如果提示由于依赖项不能安装，需要使用apt的强化版aptitude，这个工具可以自动分析软件包依赖，系统一般不自带，需要先安装，具体过程是：apt-get install aptitudeaptitude install build-essentialaptitude这个工具很强大，对于解决软件包安装时的依赖问题很有帮助。

◎安装 libgtk2.0-dev libglib2.0-dev 等开发相关的库文件：apt-get install gnome-core-devel◎安装GTK核心组件：apt-get install libgtk2.0-dev这个安装完成后，GTK环境就基本搭建成功，网上有些教程说要安装其他配置文件，经我亲测，发现只要安装libgtk2.0-dev这个包就能搞定。

3 内容一：熟悉和理解Linux编程环境3.1 内容要求（1）编写一个C程序，实现文件拷贝功能（2）编写一个C程序，使用Linux下的图形库，分窗口显示三个并发进程运行；3.2 设计过程及实现（1）文件拷贝：①文件的拷贝主要的思想就是利用文件指针操作，在两个文件之间进行按字符的fget和fput。

从而完成整个文件的拷贝操作。

在这个基本功能之外，需要增加程序的健壮性，具体有以下几个方面：·源文件是否存在且能读取数据；·是否能创建目的文件，且能向里面写入数据；·程序需要的argc参数个数是否满足要求；②基于以上几点和内容要求，主要的程序段如下：if(argc!=3) //判断参数个数是否为3 ，否则返回{printf("Error in argc!\n");return 0;}if( (fsource=fopen(argv[1],"rb"))==NULL ){printf("Error in open source file!\n"); //判断源文件是否能打开和读出return 0;}if( (ftarget=fopen(argv[2],"wb"))==NULL ){printf("Error in open target file！\n"); //判断目的文件时候能创建和写入return 0;}while((c=fgetc(fsource))!=EOF){fputc(c,ftarget); //按字符读取和写入数据}③执行结果如下：将source/source.txt文件拷贝到到target.txt,开始时如下图3-1所示：图3-1 复制开始前source/source.txt文件内容利用mycopy程序复制，查看target.txt文件复制结果如下图3-2所示：图3-2 复制后target.txt文件的具体内容（2）实现三个进程之间的并发程序：这里需要用到课程实验时的fork( )程序以及GTK的图形显示。

①基本fork（）程序，调用显示一个父进程和两个子进程的结构如下：if((pid_1=fork())==0){printf("Child 1# is running......\n"); //第一个子进程Child 1#show(argc,argv,"This is Child 1#"); //调用函数显示窗口}else{if((pid_2=fork())==0){printf("Child 2# is running......\n"); //第二个子进程Child 2#show(argc,argv,"This is Child 2#"); //调用函数显示窗口}else {printf("Parent # is running......\n"); //父进程Parent #//由于父进程需要显示全部子进程PID，所以这里直接用参数画窗口}}②调用GTK显示窗体函数模块的结构：void show(int argc,char *argv[ ],char *title ) {gtk_init (&argc, &argv); //初始化工具包并且获取命令行参数;window = gtk_window_new (GTK_WINDOW_TOPLEVEL); //创建新的窗口;//设定窗口的位置;gtk_window_set_position(GTK_WINDOW(window), GTK_WIN_POS_CENTER);//监听窗口的destroy事件;g_signal_connect (G_OBJECT (window),"destroy", G_CALLBACK (destroy_progress), NULL);gtk_window_set_title (GTK_WINDOW (window), title);//用来设定更改窗口标题;gtk_container_set_border_width (GTK_CONTAINER (window), 20);//设定宽度;//使用gtk_vbox_new函数建立纵向组装盒;//为了显示构件，必须将构件放入组装盒中,并将组装盒放在窗口内;vbox = gtk_vbox_new (FALSE, 10);gtk_container_set_border_width (GTK_CONTAINER (vbox), 100);//设定宽度;gtk_container_add (GTK_CONTAINER (window), vbox);gtk_widget_show (vbox);//使用gtk_box_pack_start函数将构件放到组装盒中;sprintf (id_char, "%s ,My ID:%d", title,getpid ()); //显示PID号label = gtk_label_new (id_char);gtk_box_pack_start (GTK_BOX (vbox), label, FALSE, FALSE, 10);gtk_widget_show (label);sprintf (id_char, "父进程ID:%d", getppid ()); //显示PPID号label = gtk_label_new (id_char);gtk_box_pack_start (GTK_BOX (vbox), label, FALSE, FALSE, 10);gtk_widget_show (label);button = gtk_button_new_with_label ("close"); //关闭窗口按钮//信号登记函数,监听按钮的clicked事件。

//当窗口clicked时，gtk_widget_destroy 就会被调用。

//而gtk_widget_destroy 函数又调用gtk_main_quit() 结束程序运行。

g_signal_connect_s (G_OBJECT (button), "clicked", G_CALLBACK (gtk_widget_destroy), window);gtk_box_pack_start (GTK_BOX (vbox), button, FALSE, FALSE, 10);GTK_WIDGET_SET_FLAGS (button, GTK_CAN_DEFAULT);gtk_widget_grab_default (button);//函数显示窗口中的组件gtk_widget_show (button);gtk_widget_show (window);//准备将窗口和所有的组件显示在屏幕上，函数必须在GTK程序的最后调用.gtk_main ();}③编译代码forkgtk.c，运行；编译命令为：gcc -o forkgtk forkgtk.c `pkg-config --cflags --libs gtk+-2.0`程序运行结果如下图3-3所示：图3-3 三个并行显示窗口4.内容二：掌握添加系统调用的方法4.1 内容要求（1）采用编译内核的方法，添加一个新的系统调用。