重邮操作系统课程设计实验报告

重邮操作系统课程设计实验报告

操作系统课程设计

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姓名：

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时间： 年 月 日

指导教师：

重邮操作系统课程设计实验报告

实验题目：

操作系统课程设计

实验目的：

1、 掌握Linux操作系统安装的一般方法

2、 掌握Linux 内核升级一般方法

3、 掌握系统引导管理器Grub的使用

4、 学会编写简单的模块化的字符设备驱动程序。

实验内容：（叙述自己编写的程序）

1.安装Linux操作系统:

在虚拟机平台上安装CentOS6.5：

2.实现操作系统内核的升级：

使用命令uname –r 查看系统内核版本：

到下载新内核并解压缩：

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在终端进入源码目录

输入命令：

make mrproper(清除当前目录下残留的.config和.o文件)

make clean(清除编译中间文件)

make menuconfig(配置编译选项)

开始编译内核：

make bzImage

make modules

make modules_install

配置系统引导：

编辑文件/boot/grub/grub.conf

default=0

所得结果如下：

3.编译并安装一个简单的模块化字符设备驱动程序：

(1)编写驱动程序

文件memdev.c

#include <linux/module.h>

#include <linux/types.h>

#include <linux/fs.h>

#include <linux/errno.h>

#include <linux/mm.h>

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#include <linux/sched.h>

#include <linux/init.h>

#include <linux/cdev.h>

#include <asm/io.h>

#include <asm/system.h>

#include <asm/uaccess.h>

#include <linux/slab.h>

#include "memdev.h"

static mem_major = MEMDEV_MAJOR;

module_param(mem_major, int, S_IRUGO);

struct mem_dev *mem_devp; /*设备结构体指针*/

struct cdev cdev;

/*文件打开函数*/

int mem_open(struct inode *inode, struct file *filp)

{

struct mem_dev *dev;

/*获取次设备号*/

int num = MINOR(inode->i_rdev);

if (num >= MEMDEV_NR_DEVS)

return -ENODEV;

dev = &mem_devp[num];

/*将设备描述结构指针赋值给文件私有数据指针*/

filp->private_data = dev;

return 0;

}

/*文件释放函数*/

int mem_release(struct inode *inode, struct file *filp)

{

return 0;

}

/*读函数*/

static ssize_t mem_read(struct file *filp, char __user *buf, size_t size, loff_t *ppos) {

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unsigned long p = *ppos;

unsigned int count = size;

int ret = 0;

struct mem_dev *dev = filp->private_data; /*获得设备结构体指针*/

/*判断读位置是否有效*/

if (p >= MEMDEV_SIZE)

return 0;

if (count > MEMDEV_SIZE - p)

count = MEMDEV_SIZE - p;

/*读数据到用户空间*/

if (copy_to_user(buf, (void*)(dev->data + p), count))

{

ret = - EFAULT;

}

else

{

*ppos += count;

ret = count;

printk(KERN_INFO "read %d bytes(s) from %d\n", count, p);

}

return ret;

}

/*写函数*/

static ssize_t mem_write(struct file *filp, const char __user *buf, size_t size, loff_t *ppos) {

unsigned long p = *ppos;

unsigned int count = size;

int ret = 0;

struct mem_dev *dev = filp->private_data; /*获得设备结构体指针*/

/*分析和获取有效的写长度*/

if (p >= MEMDEV_SIZE)

return 0;

if (count > MEMDEV_SIZE - p)

count = MEMDEV_SIZE - p;

/*从用户空间写入数据*/

if (copy_from_user(dev->data + p, buf, count))

ret = - EFAULT;

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else

{

*ppos += count;

ret = count;

printk(KERN_INFO "written %d bytes(s) from %d\n", count, p);

}

return ret;

}

/* seek文件定位函数 */

static loff_t mem_llseek(struct file *filp, loff_t offset, int whence)

{

loff_t newpos;

switch(whence) {

case 0: /* SEEK_SET */

newpos = offset;

break;

case 1: /* SEEK_CUR */

newpos = filp->f_pos + offset;

break;

case 2: /* SEEK_END */

newpos = MEMDEV_SIZE -1 + offset;

break;

default: /* can't happen */

return -EINVAL;

}

if ((newpos<0) || (newpos>MEMDEV_SIZE))

return -EINVAL;

filp->f_pos = newpos;

return newpos;

}

/*文件操作结构体*/

static const struct file_operations mem_fops =

{

.owner = THIS_MODULE,

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.llseek = mem_llseek,

.read = mem_read,

.write = mem_write,

.open = mem_open,

.release = mem_release,

};

/*设备驱动模块加载函数*/

static int memdev_init(void)

{

int result;

int i;

dev_t devno = MKDEV(mem_major, 0);

/* 静态申请设备号*/

if (mem_major)

result = register_chrdev_region(devno, 2, "memdev");

else /* 动态分配设备号 */

{

result = alloc_chrdev_region(&devno, 0, 2, "memdev");

mem_major = MAJOR(devno);

}

if (result < 0)

return result;

/*初始化cdev结构*/

cdev_init(&cdev, &mem_fops);

cdev.owner = THIS_MODULE;

cdev.ops = &mem_fops;

/* 注册字符设备 */

cdev_add(&cdev, MKDEV(mem_major, 0), MEMDEV_NR_DEVS);

/* 为设备描述结构分配内存*/

mem_devp = kmalloc(MEMDEV_NR_DEVS * sizeof(struct mem_dev), GFP_KERNEL); if (!mem_devp) /*申请失败*/

{

result = - ENOMEM;

goto fail_malloc;

}

memset(mem_devp, 0, sizeof(struct mem_dev));

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/*为设备分配内存*/

for (i=0; i < MEMDEV_NR_DEVS; i++)

{

mem_devp[i].size = MEMDEV_SIZE;

mem_devp[i].data = kmalloc(MEMDEV_SIZE, GFP_KERNEL);

memset(mem_devp[i].data, 0, MEMDEV_SIZE);

}

return 0;

fail_malloc:

unregister_chrdev_region(devno, 1);

return result;

}

/*模块卸载函数*/

static void memdev_exit(void)

{

cdev_del(&cdev); /*注销设备*/

kfree(mem_devp); /*释放设备结构体内存*/

unregister_chrdev_region(MKDEV(mem_major, 0), 2); /*释放设备号*/

}

MODULE_AUTHOR("Mac.Zhong");

MODULE_LICENSE("GPL");

module_init(memdev_init);

module_exit(memdev_exit);

文件memdev.h

#ifndef _MEMDEV_H_

#define _MEMDEV_H_

#ifndef MEMDEV_MAJOR

#define MEMDEV_MAJOR 88 /*预设的mem的主设备号*/

#endif

#ifndef MEMDEV_NR_DEVS

#define MEMDEV_NR_DEVS 2 /*设备数*/

#endif

#ifndef MEMDEV_SIZE

#define MEMDEV_SIZE 4096

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#endif

/*mem设备描述结构体*/

struct mem_dev

{

char *data;

unsigned long size;

};

#endif /* _MEMDEV_H_ */

(2)为include创建连接文件

(3)输入如下命令：

cd /usr/include

rm -rf asm linux scsi

ln -s /usr/src/linux-3.2.2/include/asm-generic asm

ln -s /usr/src/linux-3.2.2/include/linux linux

ln -s /usr/src/linux-3.2.2/include/scsi scsi

(4) 建立相应文件：

cd /root

mkdir firstdriver

touch memdev.c #建立驱动程序文件

touch memdev.h #头文件

touch Makefile #编写Makefile

Makefile:

ifneq ($(KERNELRELEASE),)

obj-m:=memdev.o

else

KERNELDIR:=/lib/modules/$(shell uname -r)/build

PWD:=$(shell pwd)

default:

$(MAKE) -C $(KERNELDIR) M=$(PWD) modules

clean:

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rm -rf *.o *.mod.c *.mod.o *.ko

endif

(5)编译驱动程序：

make -C /lib/modules/2.6.32-generic/build M=/root/firstdriver modules

(6)找到memdev.ko，将它装入内核 imsmod memdev.ko

(7)创建文件节点，mknod memdev0 c 88 0

(8)编写测试程序，测试驱动

文件test.c

#include <stdio.h>

int main()

{

FILE *fp0 = NULL;

char Buf[4096];

fp0 = fopen("/dev/memdev0", "r+");

if (fp0 == NULL)

{

printf("Open Memdev0 Error!\n");

return -1;

}

else

{

printf("打开Memdev0成功啦!\n");

}

strcpy(Buf, "Mem is char device!");

printf("写入内容BUF: %s \n", Buf);

fwrite(Buf, sizeof(Buf), 1, fp0);

fseek(fp0, 0, SEEK_SET);

strcpy(Buf, "Buf is NULL!");

printf("现在清空BUF: %s \n", Buf);

fread(Buf, sizeof(Buf), 1, fp0);

printf("读回内容BUF: %s \n", Buf);

return 0;

}

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遇到的问题及解决：（程序编写调试过程中出现的错误及解决方法）

1.虚拟机不会使用，听老师讲解以及百度解决；

2.linux系统命令不会使用，询问老师以及百度解决；

3.字符设备驱动程序不会编译和安装，百度解决。

心得体会：

掌握了Linux操作系统安装的一般方法，掌握了Linux 内核升级一般方法，掌握了系统引导管理器Grub的使用，学会了编写简单的模块化的字符设备驱动程序。

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/jlkj.html