操作系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)報(bào)告（含源代碼）

1、操作系統(tǒng)課設(shè)操作系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)報(bào)告 姓名： 學(xué)號(hào)：班級(jí)：2010年6月25日目錄一、 試驗(yàn)實(shí)現(xiàn)3試驗(yàn)三、生成目標(biāo)機(jī)33.1. 編譯unixlite內(nèi)核33.2. 制作目標(biāo)機(jī)的啟動(dòng)軟盤(pán)33.3. 對(duì)目標(biāo)機(jī)的硬盤(pán)分區(qū)33.4. 格式化目標(biāo)機(jī)的硬盤(pán)43.5.安裝目標(biāo)機(jī)的文件系統(tǒng)43.6. 測(cè)試目標(biāo)機(jī)5試驗(yàn)四、hello world!54.1. 目標(biāo)54.2. 步驟5試驗(yàn)五、系統(tǒng)調(diào)用的原理65.1. 目標(biāo)65.2. 步驟7試驗(yàn)七、 實(shí)現(xiàn)信號(hào)燈操作的系統(tǒng)調(diào)用97.1. 增加四個(gè)系統(tǒng)調(diào)用:97.2. 編寫(xiě)四個(gè)測(cè)試程序:137.3. 運(yùn)行測(cè)試程序15試驗(yàn)八、 實(shí)現(xiàn)進(jìn)程間通信的系統(tǒng)調(diào)用168.1. 增加四個(gè)系統(tǒng)

2、調(diào)用:168.2. 編寫(xiě)四個(gè)測(cè)試程序:208.3. 運(yùn)行測(cè)試程序22二、 心得體會(huì)23第一部分 試驗(yàn)實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)三、生成目標(biāo)機(jī)試驗(yàn)步驟：3.1. 編譯unixlite內(nèi)核生成系統(tǒng)內(nèi)核可執(zhí)行文件kernel.target和系統(tǒng)內(nèi)核鏡像文件image# cd /kernel# make dep# make3.2. 制作目標(biāo)機(jī)的啟動(dòng)軟盤(pán)把系統(tǒng)內(nèi)核鏡像文件image寫(xiě)入到軟盤(pán)。# cd /kernel# dd if=image of=/dev/fd03.3. 對(duì)目標(biāo)機(jī)的硬盤(pán)分區(qū)root(none) kernel# fdisk /dev/hdbcommand (m for help): m / 幫助comm

3、and (m for help): p /打印當(dāng)前分區(qū)表command (m for help): n /創(chuàng)建新的分區(qū)command action e extended p primary partition (1-4)p /分區(qū)類(lèi)型是主分區(qū)partition number (1-4): 1 /第一主分區(qū)first cylinder (1-4, default 1): /輸入回車(chē),使用缺省值using default value 1last cylinder or +size or +sizem or +sizek (1-4, default 4): / 輸入回車(chē),使用缺省值using def

4、ault value 4command (m for help): p /打印當(dāng)前分區(qū)表command (m for help): t /改變分區(qū)類(lèi)型selected partition 1hex code(type l to list codes): 81 /輸入minix分區(qū)代碼:81command (m for help): p /打印當(dāng)前分區(qū)表command (m for help): w /存盤(pán)退出3.4. 格式化目標(biāo)機(jī)的硬盤(pán)# mkfs.minix -v -n30 /dev/hdb13.5.安裝目標(biāo)機(jī)的文件系統(tǒng)1 掛載目標(biāo)機(jī)的硬盤(pán) # mount /dev/hdb1 /mnt/hd

5、b12 安裝基本的文件系統(tǒng) # tar zxvf rootfs.tar.gz -c /mnt/hdb13 卸載目標(biāo)機(jī)的硬盤(pán) # umount /mnt/hdb13.6. 測(cè)試目標(biāo)機(jī)試驗(yàn)四、hello world!4.1. 目標(biāo)在目標(biāo)機(jī)啟動(dòng)時(shí)打印出你的學(xué)號(hào)。4.2. 步驟1 編輯內(nèi)核源文件/kernel/init/main.cc，main.cc定義了系統(tǒng)的入口：main函數(shù)，在main函數(shù)中找到如下兩行代碼： int main(). printf(total memory size is %d megn, nphysmeg); i386init(); /* setup gdt,idt,cr0 *

6、/.2 在這兩行之間插入打印學(xué)號(hào)的代碼，變?yōu)椋?printf(total memory size is %d megn, nphysmeg); printf(this is student:040730424n); i386init(); /* setup gdt,idt,cr0 */3 在/kernel目錄下使用make命令重新編譯內(nèi)核，生成內(nèi)核鏡像文件image： # cd /kernel# make4 把系統(tǒng)內(nèi)核鏡像文件image寫(xiě)入到軟盤(pán)： # cd /kernel# dd if=image of=/dev/fd05 在windows下啟動(dòng)目標(biāo)機(jī)，查看目標(biāo)機(jī)啟動(dòng)時(shí)是否打印出你的學(xué)號(hào)。結(jié)

7、果：試驗(yàn)五、系統(tǒng)調(diào)用的原理5.1. 目標(biāo)通過(guò)為unixlite開(kāi)發(fā)一個(gè)簡(jiǎn)單的系統(tǒng)調(diào)用了解系統(tǒng)調(diào)用的原理，要增加的系統(tǒng)調(diào)用原型是：int add(int a, int b);add的功能是返回參數(shù)a、參數(shù)b兩者相加的和。5.2. 步驟5.2.1. 分配空閑的系統(tǒng)調(diào)用號(hào)為add系統(tǒng)調(diào)用分配空閑的系統(tǒng)調(diào)用號(hào)，查看/kernel/asm/traps.s獲得系統(tǒng)調(diào)用列表:#define sys(name) .long sys#name#define xxx(name) .long sysnosysentry(syscalltab) sys(setup) /* 0 */ sys(exit) sys(for

8、k) sys(read) sys(write) sys(open) /* 5 */ sys(close) sys(waitpid) sys(creat) sys(link) sys(unlink) /* 10 */ sys(execve) sys(chdir) sys(time) sys(mknod) sys(chmod) /* 15 */ xxx(lchown) /* 16 */ xxx(break) /* 17 */ xxx(oldstat) /* 18 */ sys(lseek) sys(getpid) /* 20 */ . .syscalltab這一張表格定義了系統(tǒng)調(diào)用號(hào)和系統(tǒng)調(diào)用的實(shí)

9、現(xiàn)函數(shù)之間的映射關(guān)系:我們可以把沒(méi)被實(shí)現(xiàn)的系統(tǒng)調(diào)用號(hào)(如16,17,18)分配給add系統(tǒng)調(diào)用. 我們選擇16作為add的系統(tǒng)調(diào)用號(hào), 修改syscalltab如下：#define sys(name) .long sys#name#define xxx(name) .long sysnosysentry(syscalltab) sys(setup) /* 0 */ sys(exit) sys(fork) sys(read) sys(write) sys(open) /* 5 */ sys(close) sys(waitpid) sys(creat) sys(link) sys(unlink)

10、/* 10 */ sys(execve) sys(chdir) sys(time) sys(mknod) sys(chmod) /* 15 */ .long sysadd /* 16 */ xxx(break) /* 17 */ xxx(oldstat) /* 18 */ sys(lseek) sys(getpid) /* 20 */ .5.3.2. 在unixlite基礎(chǔ)上增加源文件1 增加一個(gè)目錄plugin # cd /kernel# mkdir plugin2 在/kernel/plugin目錄下創(chuàng)建文件makefile，內(nèi)容如下： include $(topdir)/rules.ma

11、ke3 修改/kernel/makefile，原文如下： subdirs := init lib asm mm fs dev kern net4 現(xiàn)改為： subdirs := init lib asm mm fs dev kern net plugin5.3.3. 實(shí)現(xiàn)add系統(tǒng)調(diào)用創(chuàng)建/kernel/plugin/add.cc文件, 其內(nèi)容如下所示: #include #include asmlinkage int sysadd(int a, int b) return a + b;5.3.4. 編譯內(nèi)核在/kernel目錄下使用make命令重新編譯內(nèi)核，生成內(nèi)核鏡像文件image：# c

12、d /kernel# make5.3.5. 把系統(tǒng)內(nèi)核鏡像文件image寫(xiě)入到軟盤(pán)：# cd /kernel# dd if=image of=/dev/fd05.3.6. 編寫(xiě)測(cè)試程序#include int add(int a, int b) /add系統(tǒng)調(diào)用對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)調(diào)用號(hào)是16，把立即數(shù)16送往eax寄存器 asm (movl $16,%eaxnt int $0x80 /調(diào)用第0x80號(hào)中斷服務(wù) :ebx(a), ecx(b); /把參數(shù)a送往ebx寄存器，把參數(shù)b送往ecx寄存器int main() printf(1+1=%dn, add(1, 1); return 0;5.4. 注意

13、事項(xiàng)1 必須在unixlite中編譯測(cè)試程序2 測(cè)試程序以.c為后綴命名，不要以.cc命名5.5. 測(cè)試結(jié)果試驗(yàn)七、 實(shí)現(xiàn)信號(hào)燈操作的系統(tǒng)調(diào)用7.1. 增加四個(gè)系統(tǒng)調(diào)用并實(shí)現(xiàn):l 文件包sema.cc含四個(gè)系統(tǒng)調(diào)用函數(shù)和一個(gè)初始化鏈表函數(shù)：初始化鏈表：create_sema函數(shù)：destroy_sema函數(shù)：wait_sema函數(shù)：signal_sema函數(shù)：7.2. 編寫(xiě)四個(gè)測(cè)試程序:7.2.1createcreate.c文件源代碼：7.2.2. destroydestroy.c文件源代碼：7.2.3. wait_sema 和 signal_semawait 、singnal 、main函數(shù)

14、源代碼：7.3. 運(yùn)行測(cè)試程序創(chuàng)建mutex、empty、full信號(hào)燈：# create mutex 1# create empty 8 假設(shè)公用緩沖區(qū)大小為8# crate full 0先運(yùn)行生產(chǎn)者，后運(yùn)行消費(fèi)者 ：# product & # consume先運(yùn)行消費(fèi)者，后運(yùn)行生產(chǎn)者 # consume & # product試驗(yàn)八、 實(shí)現(xiàn)進(jìn)程間通信的系統(tǒng)調(diào)用8.1. 增加四個(gè)系統(tǒng)調(diào)用:l 初始化鏈表函數(shù)：create_mail_box原型 int create_mail_box(char *name);功能 創(chuàng)建一個(gè)名稱(chēng)為name的郵箱。返回值 成功返回0,失敗返回-1。create_m

15、ail_box函數(shù)源代碼：destroy_mail_box原型 int destroy_mail_box(char *name);功能 刪除名稱(chēng)為name的郵箱。返回值 成功返回0,失敗返回-1。destroy_mail_box函數(shù)源代碼：send_msg原型 int send_msg(char *name, int msg);功能 向名稱(chēng)為name的郵箱發(fā)送消息msg。返回值 成功返回0,失敗返回-1。send_msg函數(shù)源代碼：recv_msg原型 int recv_msg(char *name, int *msg_pointer);功能 從名稱(chēng)為name的郵箱中接受消息。返回值 成功返回

16、0,失敗返回-1。recv_msg函數(shù)源代碼：8.2. 編寫(xiě)四個(gè)測(cè)試程序: 1. 描述郵箱的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 2. #define capacity 83. struct mail_box_t 4. char name16; /* 郵箱名稱(chēng) */5. int msgqcapcity; /* 容量為8的用于存儲(chǔ)消息的fifo隊(duì)列 */6. int in; /* fifo的in指針，參考教科書(shū)p46 */7. int out; /* fifo的out指針，參考教科書(shū)p46 */8. waitq_t waitq;9. mail_box_t * next; /* 郵箱隊(duì)列中的下一個(gè)郵箱 */10. ;11.

17、mail_box_t *mail_box_list; /* 郵箱隊(duì)列 */12. send_msg的實(shí)現(xiàn) 13. int send_msg(char *name, int msg)14. 15. 在mail_box_list中找到名為name的郵箱m16. while (根據(jù)in、out判斷郵箱已經(jīng)滿(mǎn))17. m-waitq.wait();18. 把msg送往m-msgq;19. m-waitq.broadcast();20. 21. recv_msg的實(shí)現(xiàn) 22. int recv_msg(char *name, int *msg_pointer)23. 24. 在mail_box_list

18、中找到名為name的郵箱m25. while (根據(jù)in、out判斷郵箱已經(jīng)空)26. m-waitq.wait();27. 從m-msgq中取出一個(gè)消息msg28. *msg_pointer = msg;29. m-waitq.broadcast();30. create語(yǔ)法 create name功能 創(chuàng)建名稱(chēng)為name的郵箱。create。c文件源代碼：destroy語(yǔ)法 destroy name功能 刪除名稱(chēng)為name的郵箱。destroy.c文件源代碼：send語(yǔ)法 send name count功能 發(fā)送者向名為name的郵箱發(fā)送count個(gè)數(shù)據(jù)。send.c文件源代碼：recv語(yǔ)法 recv name count功能 接收者從名為name的郵箱接收count個(gè)數(shù)據(jù)。recv.c文件源代碼：8.3. 運(yùn)行測(cè)試程序創(chuàng)建郵箱 # create mybox先運(yùn)行發(fā)送者，后運(yùn)行接收者# send mybox 16 & # recv 16讓發(fā)送者在后臺(tái)運(yùn)行先運(yùn)行接收者，后運(yùn)行發(fā)送者# re