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1、. .實驗1.1、1.2 Linux Ubuntu的安裝、創(chuàng)立新的虛擬機(jī)VMWare實驗1.3 Shell編程1.實驗?zāi)康呐c內(nèi)容通過本實驗，了解Linux系統(tǒng)的shell機(jī)制，掌握簡單的shell編程技巧。編制簡單的Shell程序，該程序在用戶登錄時自動執(zhí)行，顯示某些提示信息,如“Wele to Linux, 并在命令提示符中包含當(dāng)前時間、當(dāng)前目錄和當(dāng)前用戶名等根本信息。2.程序源代碼清單#include#include int main()printf(Hello Linuxn);int pid;int state;int pfd2;pipe(pfd);if (fork()=0)printf

2、(In the grep progressn);dup2(pfd0,0);close(pfd0);close(pfd1);execlp(grep,grep,sh,0);perror(exelp grep error);esle if(fork()=0) printf(In the ps progressn);dup2(pfd1,1);close(pfd0);close(pfd1);execlp(ps,ps,-ef,0);perror(execlp ps -ef);close(pfd1);close(pfd0);wait(&state);wait(&state);實驗2.3 內(nèi)核模塊實驗步驟:(

3、1).編寫內(nèi)核模塊 文件中主要包含init_clock()，exit_clock()，read_clock()三個函數(shù)。其 中init_clock()，exit_clock()負(fù)責(zé)將模塊從系統(tǒng)中加載或卸載，以及增加或刪除模塊在/proc中的入口。read_clock()負(fù)責(zé)產(chǎn)生/proc/clock被讀時的動作。(2).編譯內(nèi)核模塊Makefile文件# Makefile under 2.6.25 ifneq ($(KERNELRELEASE),) #kbuild syntax. dependency relationshsip of files and target modules are

4、listed here. obj-m := proc_clock.o else PWD := $(shell pwd) KVER ?= $(shell uname -r) KDIR := /lib/modules/$(KVER)/build all: $(MAKE) -C $(KDIR) M=$(PWD) modules clean: rm -rf .* d *.o *.mod.c *.ko .tmp_versions *.symvers *.order endif 編譯完成之后生成proc_clock.ko模塊文件。(3).內(nèi)核模塊源代碼clock.c#include #include #i

5、nclude #include #include #include #define MODULE #define MODULE_VERSION 1.0 #define MODULE_NAME clock struct proc_dir_entry* my_clock; int read_clock(char* page, char* start, off_t off, int count, int* eof, void* data) int len; struct timeval xtime; do_gettimeofday(&xtime); len = sprintf(page, %d %d

6、n, xtime.tv_sec, xtime.tv_usec); printk(clock: read_func()n); return len; struct proc_dir_entry *clock_proc_file; int init_clock(void) clock_proc_file =create_proc_read_entry(clock,0,NULL,read_clock,NULL); return 0; void exit_clock(void) remove_proc_entry(clock,clock_proc_file); module_init(init_clo

7、ck) module_exit(exit_clock) MODULE_LICENSE(GPL);(4).編譯內(nèi)核模塊# make (5) .加載內(nèi)核模塊 在系統(tǒng)root用戶下運行用戶態(tài)模塊命令裝載內(nèi)核模塊 # insmod proc_clock.ko(6).測試在終端中輸入以下命令： cat /proc/clock (7).卸載內(nèi)核模塊在系統(tǒng)root用戶下運行用戶態(tài)模塊命令卸載內(nèi)核模塊#rmmod proc_clock.ko 實驗2.4 系統(tǒng)調(diào)用實驗步驟:(1). 添加新調(diào)用的源代碼 在./linux-2.6.33.7/arch/x86/kernel/sys_i386_32.c中添加相應(yīng)的調(diào)用

8、代碼asmlinkage int sys_xwlcall(struct timeval *tv) struct timeval ktv; do_gettimeofday(&ktv); copy_to_user(tv,&ktv,sizeof(ktv); printk(KERN_ALERTPID %ld called sys_xwlcall()./n,(long)current-pid); return 0; (2). 連接系統(tǒng)調(diào)用 a、修改./linux-2.6.33.7/arch/x86/include/asm/unistd_32.h，在系統(tǒng)調(diào)用列表后面相應(yīng)位置添加一行，這樣在用戶空間做系統(tǒng)調(diào)

9、用時就不需要知道系統(tǒng)調(diào)用號了，如果在用戶空間指明了調(diào)用號，就可以省略這一步，實際上我就沒寫：#define _NR_xwlcall338 新增加的調(diào)用號位338 b、修改./linux-2.6.33.7/arch/x86/kernel/syscall_table_32.S 在ENTRY(sys_call_table)清單最后添加一行，這步至關(guān)重要，338就是這里來的： .long sys_xwlcall (3). 重建新的Linux內(nèi)核先安裝好編譯內(nèi)核必要的軟件包：# sudo apt-get install build-essential kernel-package libncurses5

10、-dev 復(fù)制當(dāng)前內(nèi)核的配置文件 # cp /boot/config-uname -r ./.config 保存配置文件# sudo make menuconfig 使用debian的的內(nèi)核編譯方法，要簡單很多# sudo make-kpkg-initrd-initrd-append-to-version=xwlcallkernel_image kernel-headers 運行以下deb包，安裝內(nèi)核鏡像和模塊：linux-image-2.6.33.7xwlcall_2.6.33.7xwlcall-10.00.Custom_i386.deb運行以下deb包，安裝內(nèi)核頭文件：linux-head

11、ers-2.6.33.7xwlcall_2.6.33.7xwlcall-10.00.Custom_i386.deb 運行以下命令，使內(nèi)核啟動時能調(diào)用模塊，比方硬件驅(qū)動：# sudo update-initramfs -c -k 2.6.33.7xwlcall此次編譯的內(nèi)核采用ubuntu默認(rèn)配置文件，通用性非常好，可以拷貝到大局部x86機(jī)器上安裝。安裝后系統(tǒng)自動會修改grub啟動選單。4. 重建引導(dǎo)信息 a、安裝deb包就自動重建引導(dǎo)信息了，無須另行處理。 b、如果仍然不放心，可以運行# update-grub5. 重新引導(dǎo)從新的內(nèi)核進(jìn)入6. 修改系統(tǒng)調(diào)用表 7. 測試實驗3.3 Shell編

12、程實驗進(jìn)程管理實驗1、實驗?zāi)康耐ㄟ^編寫shell程序，了解子進(jìn)程的創(chuàng)立和父進(jìn)程與子進(jìn)程間的協(xié)同，獲得多進(jìn)程程序的編程經(jīng)歷。2、實驗內(nèi)容1設(shè)計一個簡單的shell解釋程序，能實現(xiàn)根本的bsh功能。3、實驗原理 將每一條命令分子段壓入argv棧。然后再子進(jìn)程中調(diào)用execvp()來實現(xiàn)該命令的功能。4、代碼源代碼清單#include #include #include #define BUFFERSIZE 256 /最簡單的shell，只是簡單的執(zhí)行命令調(diào)用，沒有任何的其他功能 int main() char bufBUFFERSIZE,*cmd,*argv100; char inchar; in

13、t n,sv,buflength; int result; buflength = 0;for(;) printf(= ); /處理過長的命令； inchar = getchar();/讀取命令 while (inchar != n & buflength BUFFERSIZE) printf(mand too long,please enter again!n); buflength = 0; continue; else bufbuflength = 0; /解析命令行，分成一個個的標(biāo)記 /char *strtok(char *s,char *delim) /分解字符串為一組字符串。s為要

14、分解的字符串，delim為分隔符字符串。 cmd=strtok(buf, tn); if(cmd) if(strcmp(cmd,exit)=0) exit(0); n=0; argvn+=cmd; while(argvn+=strtok(NULL, tn); if(fork()=0) execvp(cmd,argv); fprintf(stderr,sxh:%s:mand not found.n,buf);/如果子進(jìn)程順利執(zhí)行，這段話是不會執(zhí)行的 exit(1); wait(&sv); buflength = 0; 實驗內(nèi)容2編寫一個帶有重定向和管道功能的Shell1.設(shè)計思路通過fork創(chuàng)立

15、子進(jìn)程，用execvp更改子進(jìn)程代碼，用wait等待子進(jìn)程完畢。這三個系統(tǒng)調(diào)用可以很好地創(chuàng)立多進(jìn)程。另一方面，編寫的Shell要實現(xiàn)管道功能，需要用pipe創(chuàng)立管道使子進(jìn)程進(jìn)展通信。2.源代碼清單#include #include #include #include #define BUFFERSIZE256 /具有輸入輸出重定向的功能 和管道功能 int main() char buf256,*buf2,*cmd,*cmd2,*argv64,*argv264,*infile,*outfile; char inchar; int n,sv,buflength,fd2; for(;) bufle

16、ngth = 0; printf(= ); inchar = getchar(); while (inchar != n & buflength BUFFERSIZE) fprintf(stderr,mand too long,please enter again!n); buflength = 0; continue; else bufbuflength = 0; /檢查是否具有管道操作符 /strstr()在字符串中查找指定字符串的第一次出現(xiàn)，buf2指向管道符號前端的命令 buf2=strstr(buf,|); if(buf2) *buf2+=0; else /否那么查看是否具有重定向的

17、操作符 infile=strstr(buf,); if(infile) *infile=0; infile=strtok(infile+1, tn); if(outfile) *outfile=0; outfile=strtok(outfile+1, tn); /解析命令行，分成一個個的標(biāo)記 cmd=strtok(buf, tn); /執(zhí)行管道命令 if(buf2) if(strcmp(cmd,exit)=0) exit(0); if(!cmd) fprintf(stderr,mand token error.n); exit(1); n=0; /管道后端的命令 argvn+=cmd; whi

18、le(argvn+=strtok(NULL, tn); /管道前端的命令 cmd2=strtok(buf2, tn); if(!cmd2) fprintf(stderr,mand token error.n); exit(1); n=0; argv2n+=cmd2; while(argv2n+=strtok(NULL, tn); pipe(fd); if(fork()=0) dup2(fd0,0); /dup2 復(fù)制文件句柄，將fd0復(fù)制到描述符0。close(fd0); close(fd1); execvp(cmd2,argv2); fprintf(stderr,* bad mandn);

19、exit(1); else if(fork()=0) dup2(fd1,1); close(fd0);close(fd1); execvp(cmd,argv); fprintf(stderr,* bad mandn); exit(1); close(fd0); close(fd1); wait(&sv); wait(&sv); buflength = 0; /如果沒有管道命令,如果有重定向就執(zhí)行重定向操作，如果沒有重定向就當(dāng)作普通shell命令執(zhí)行 else if(cmd) if(strcmp(cmd,exit)=0) exit(0); n=0; argvn+=cmd; while(argvn

20、+=strtok(NULL, tn); if(fork()=0) int fd0=-1,fd1=-1; if(infile) fd0=open(infile,O_RDONLY); if(outfile) fd1=open(outfile,O_CREAT|O_WRONLY,0666); if(fd0!=-1) dup2(fd0,0);/dup2 復(fù)制文件句柄，將fd0復(fù)制到描述符0。 if(fd1!=-1) dup2(fd1,1);/dup2 復(fù)制文件句柄，將fd1復(fù)制到描述符1。 close(fd0); close(fd1); execvp(cmd,argv); fprintf(stderr,

21、* Bad mandn); exit(1); wait(&sv); buflength = 0; /for 實驗4.1 觀察實驗(存儲管理實驗)1.實驗步驟 (1)、安裝GDB (2)、編寫觀測程序(3)、按照指令手冊進(jìn)展觀察操作2.觀測程序源代碼#include #include char str50 = Hello Linux.; int main() int num = 10; while(num-) printf(%sn,str); /gcc -g -o testing testing.c3.實驗結(jié)果及分析(1).Gdb程序觀察一個程序文件的內(nèi)容和構(gòu)造結(jié)果截圖：(2).GDB觀察程序內(nèi)

22、存映象的內(nèi)容和構(gòu)造(3).在Linux下，用free 和vmstat命令觀察內(nèi)存使用情況(4).在Linux下，查看/proc與內(nèi)存管理相關(guān)的文件，并解釋顯示結(jié)果實驗5.1 觀察實驗進(jìn)程通信在Linux下，用ipcs()命令觀察進(jìn)程通信情況，了解Linux根本通信機(jī)制實驗結(jié)果截圖：實驗6.3 IO系統(tǒng)編程實驗1、實驗?zāi)康木帉懸粋€daemon進(jìn)程，該進(jìn)程定時執(zhí)行 ps命令，然后將該命令的輸出寫至文件F1尾部。通過此實驗，掌握Linux I/O系統(tǒng)相關(guān)內(nèi)容。2、實驗內(nèi)容編寫一個daemon進(jìn)程，該進(jìn)程定時執(zhí)行 ps命令，然后將該命令的輸出寫至文件F1尾部。3、實驗原理在這個程序中，首先fork一個

23、子程序，然后，關(guān)閉父進(jìn)程，這樣，新生成的子進(jìn)程被交給init進(jìn)程接收，并在后臺執(zhí)行。新生成的子進(jìn)程里，使用system系統(tǒng)調(diào)用，將ps的輸出重定向，輸入到f1.txt里面。4、實驗步驟編寫daemon.c代碼如下：#include #include int main(int argc,char* argv) int i,p; p = fork(); if(p 0) exit(0); else if(p = 0) for(i = 0; i f1.txt); else perror(Create new process!); return 1; 編譯程序# gcc -o daemon daemon

24、.c執(zhí)行程序 # ./daemon實驗7.1 代碼分析(文件系統(tǒng)管理實驗)1.實驗?zāi)康牧私馀c文件管理有關(guān)的Linux內(nèi)核模塊的代碼構(gòu)造。2.實驗結(jié)果源代碼分析A. 創(chuàng)立文件模塊分析5780 /*creat system call */ 5781 Creat() 5782 5783 resister *ip; 5784 extern uchar; 5785 5786 ip = namei(&uchar,1); 5787 if(ip = NULL) 5788 if(u.u_error) 5789 return; 5790 ip = maknode(u.u_arg1&07777&(ISVTX); 5

25、791 if (ip = NULL) 5792 return; 5793 open1(ip,FWRITE,2); 5794 else 5795 open1(ip,FWRITE,1); 5796 第 5786：“namei( 7 5 1 8 )將一路徑名變換成一個“inode指針。“uchar是一個過程的名字，它從用戶程序數(shù)據(jù)區(qū)一個字符一個字符地取得文件路徑名。 5787：一個空“inode指針表示出了一個錯，或者并沒有具有給定路徑名的文件存在。 5788：對于出錯的各種條件，請見 UMP 的 CREAT(II)。 5790：“maknode( 7455)調(diào)用“ialloc創(chuàng)立一內(nèi)存“ inod

26、e，然后對其賦初值，并使其進(jìn)入適當(dāng)?shù)哪夸?。注意，顯式地去除了“粘住位( ISVTX)。 B. 刪除文件 rm 模塊分析3510 unlink() 3511 3512 resister *ip,*pp;3513 extern uchar; 3514 3515 pp = namei(&uchar,2); 3516 if (pp =NULL) 3517 return; 3518 prele(pp); 3519 ip = iset(pp -dev,u.u_dent.u_ino); 3520 if (ip = NULL) 3521 panic (*unlink iset *); 3522 if (ip -i_mode%IFMT) = IFDIR & !suser() 3523 goto out; 3524 u.u_offset1 = - DIRSIZ+2; 3525 u.ubase = &u.u_dent; 3526 u.ucount = DIRSIZE +2; 3527 u.u_dent.u_ino = 0;