操作系統(tǒng)實驗報告finalEDI匯總

1、2012201220132013 學(xué)年 第 一 學(xué)期學(xué)生學(xué)號0121010680225實驗課成績武漢理工大學(xué)學(xué)生實驗報告書操作系統(tǒng)計算機科學(xué)與技術(shù)學(xué)院實驗課程名稱開課學(xué)院 指導(dǎo)老師姓名 學(xué)生姓名 學(xué)生專業(yè)班級2012201220132013 學(xué)年 第 一 學(xué)期劉軍姬琪軟件工程 SYSY10011001實驗課程名稱:操作系統(tǒng)實驗項目名稱Linux 鍵盤命令和 vi實驗成績實驗者姬琪專業(yè)班級軟件工程SY1001組別同組者實驗日期年 月曰第一部分：實驗分析與設(shè)計（可加頁）一、實驗內(nèi)容描述（問題域描述）Linux 鍵盤命令和 vi1要求：掌握 Linux 系統(tǒng)鍵盤命令的使用方法1.使用mkdir命令建

2、立一個子目錄subdir2.使用cat或more命令查看filel文件的內(nèi)容。3.將date命令的用法附加到文件filel的后面：4.禾U用Is -I filel命令列出文件filel的較詳細(xì)的信息。5.利用rm fa命令將文件fa刪除。再利用ls -l命令查看工作目錄內(nèi)容。6.運行mv file1 file_a命令，然后用ls命令查看這兩個文件是否都還在工作目 錄中2.vi 操作1. 了解 vi 編輯器的作用和功能2. 熟悉 vi 的操作環(huán)境和切換方法3. 掌握 vi 操作的方式（幾個常用鍵）4. 了解常用的快捷鍵二、實驗基本原理與設(shè)計（包括實驗方案設(shè)計，實驗手段的確定，試驗步驟等，用硬件邏

3、輯或 者算法描述）VI編輯器的常見命令：vi file name :打開或新建文件，并將光標(biāo)置于第一行首vi +n file name:打開文件，并將光標(biāo)置于第 n 行首vi + file name:打開文件，并將光標(biāo)置于最后一行首vi +/pattern file name:打開文件，并將光標(biāo)置于第一個與patter n 匹配的串處vi -r file name:在上次正用 vi 編輯時發(fā)生系統(tǒng)崩潰，恢復(fù) file namevi file name.file name:打開多個文件，依次進行編輯鍵盤命令：1.cat， more ， less 命令2.Is 命令3.cp 命令4.rm 命令5.

4、mv 命令VI 命令：1. vi 進入 vi 緩沖區(qū)2. vi file1 :進入文件 file13.退出 vi三、主要儀器設(shè)備及耗材Ubuntu 操作體統(tǒng)Vi 編輯器第二部分：實驗調(diào)試與結(jié)果分析（可加頁）一、調(diào)試過程（包括調(diào)試方法描述、實驗數(shù)據(jù)記錄，實驗現(xiàn)象記錄，實驗過程發(fā)現(xiàn)的問題等）1使用mkdir命令建立一個子目錄subdir$ mkdir subdir$2使用cat或more命令查看filel文件的內(nèi)容。$ cat file1Sat Mar 17 21:25:14 CST 2012$3將date命令的用法附加到文件file1的后面：man date file1$ man date fi

5、le1$4利用ls -l file1命令列出文件file1的較詳細(xì)的信息。$ ls -l file1-rw-rw-r- 1 ml2010 ml2010 5690 Mar 17 21:28 file1$5利用rm fa命令將文件fa刪除。再利用ls -l命令查看工作目錄內(nèi)容。$ rm fa$ ls -ltotal 12-rw-rw-r- 1 ml2010 ml2010 5690 Mar 17 21:28 file1$6運行mv file1 file_a命令，然后用ls命令查看這兩個文件是否都還在工作目錄中？ml2010tan subdir$ mv file1 file_aml2010tan su

6、bdir$ lsfile_aml2010tan subdir$顯然，只有file_a在工作目錄中，而file1不在工作目錄中vi共分為三種模式（1） 命令模式：命令模式為vi的初始模式，可以使用“上下左右”按鍵來移動光標(biāo)，您可以使用“刪除字符”或“刪除整行”來處理文檔。在編輯模式或指令列模式中按【ESQ鍵可換回命令模式。（2） 編輯模式：在命令模式中按下【i, I, o, O, a, A, r, R】等字母之后才會進入編輯模式。按下上述的字母時，在畫面的左下方會出現(xiàn)【-INSERT-或-插入-】的字樣,才可以做文字?jǐn)?shù)據(jù)輸入。（3）指令列模式：在命令模式當(dāng)中，輸入【：】或【/】就可以將光標(biāo)移動到

7、最底下那一行，進入指令列模式。在這個模式當(dāng)中，可以存盤、結(jié)束vi、顯示行號等操作。二、實驗結(jié)果及分析（包括結(jié)果描述、實驗現(xiàn)象分析、影響因素討論、綜合分析和結(jié)論等）Rm:刪除文件或目錄orizonhonzondesktop:文件巳 編輯(E)查看也)終端(工)幫助(旦)horizongho rizon- desktop:rm file rm:無法刪陳沒有該文件或目錄horizon(3hori;on-desktop:rm DesFilehorizon(?horizon-desktop|三、實驗小結(jié)、建議及體會Linux 對比 Windows 有些不同需要時間去適應(yīng)。 通過這次實驗對 Linux 操

8、作系 統(tǒng)有了進一步的了解。初步掌握了一些 Linux 系統(tǒng)常用的命令。通過這僅一個周時間 的學(xué)習(xí)，我們只是了解了lin ux的一些最基本知識，我會在后的學(xué)習(xí)中不斷完善和加以擴充lin ux知識的學(xué)習(xí)。totalusedfreesharedbufferscachedMem：50923244390065332813984238244-/+ buffers/ca匚h：191672317560Swap:134138849281336460文件任）編輯（E）查看也）終端任）幫助（旦horizon（ahorizon-desktop:*5 freehorizon(ahDrizon-desktop：5Free

9、顯示系統(tǒng)中已用空閑內(nèi)存數(shù)量實驗課程名稱:操作系統(tǒng)實驗者姬琪專業(yè)班級軟件SY1001組別同組者實驗日期年 月曰第一部分：實驗分析與設(shè)計（可加頁）、實驗內(nèi)容描述（問題域描述）Linux 下的 C 編程要求：掌握 vi 編輯器的使用方法；掌握 Linux 下 C 程序的源程序編輯方法; 編譯、連接和運行方法。內(nèi)容：設(shè)計、編輯、編譯、連接以及運行一個C 程序，其中包含鍵盤輸入和屏幕輸出語句。1.掌握 vi 編輯器的使用方法;2掌握gcc的使用格式、實驗基本原理與設(shè)計（包括實驗方案設(shè)計，實驗手段的確定，試驗步驟等，用硬件邏輯或 者算法描述）#in cludeusing n amespace std;in

10、t mai n()int beg in, end;int temp = 0;cout begi nend;if(begi nend)temp = beg in;beg in = end; end = temp;for(i nt i=beg in; i=e nd; i+)coutvvivv;實驗項目名稱Linux 下 C 編程實驗成績coute ndl;實驗課程名稱:操作系統(tǒng)實驗者姬琪專業(yè)班級軟件SY1001組別同組者實驗日期年 月曰return 0;三、主要儀器設(shè)備及耗材Ubuntu 操作體統(tǒng)Vi 編輯器G+編譯第二部分：實驗調(diào)試與結(jié)果分析(可加頁)一、調(diào)試過程(包括調(diào)試方法描述、實驗數(shù)據(jù)記錄

11、，實驗現(xiàn)象記錄，實驗過程發(fā)現(xiàn)的問題等)(1) .先用 vi JamesJi.c 建立文件(2).在 vi 的插入界面輸入#include int main(v oid)pri ntf(JamesJi.gcc!r n);return 0;(3) . 編譯生成 JamesJi 文件：gcc -o JamesJi JamesJi.c(4) .運行 JamesJi 文件：./JamesJi二、實驗小結(jié)、建議及體會通過這次實驗 vi 編輯器有了進一步的應(yīng)用，同時學(xué)會了在Linux 進行簡單的 C 語言編程，掌握 Linux 下 C 程序的源程序編輯方法；編譯、連接和運行方法。在以后 的學(xué)習(xí)中會加大努力加

12、強自己的編程能力。加深了對 linux 的印象，linux 的兼容性很強。C/C+仍舊可以在上面編譯成功。實驗課程名稱:操作系統(tǒng)實驗者姬琪專業(yè)班級軟件SY1001組別同組者三、實驗內(nèi)容描述（問題域描述）SHELL 編程和后臺批處理要求：掌握 Linux 系統(tǒng)的 SHELL 編程方法和后臺批處理方法。內(nèi)容：（1）將編譯、連接以及運行上述 C 程序各步驟用 SHELL 程序批處理 完成，前臺運行。（2） 將上面 SHELLL 程序后臺運行。觀察原 C 程序運行時輸入輸出 情況。（3） 修改調(diào)試上面 SHELL 程序和 C 程序， 使得在后臺批處理方式下，原鍵盤輸入內(nèi)容可以鍵盤命令行位置參數(shù)方式交互

13、式輸入替代原鍵盤 輸入內(nèi)容，然后輸出到屏幕。四、實驗基本原理與設(shè)計(包括實驗方案設(shè)計，實驗手段的確定，試驗步驟等，用硬件邏輯或 者算法描述)test.cpp文件如下：#in cludeusing n amespace std;int mai n()int i, j;int a1010 = 0;a00 = 1;for(i=1; i=9; i+)for(j=0; j=i; j+) if(j=0) | (i=j) aij = 1;else aij = ai-1j-1 + ai-1j;for(i=0; i=9; i+)實驗項目名稱SHELL 編程和后臺批處理實驗成績實驗日期年 月曰第一部分：實驗分析與

14、設(shè)計（可加頁）for(j=0; jv=i; j+) cout aij;coute ndl;return 0;test.sh文件如下#!/bi n/bash#Program:# This program is used to compile and run a file of cpp #History#2011/06/01g+ -o test.out test.cppchmod u+x test.out./test.out三、主要儀器設(shè)備及耗材Ubuntu操作系統(tǒng)Vi編輯器第二部分：實驗調(diào)試與結(jié)果分析（可加頁）四、調(diào)試過程（包括調(diào)試方法描述、實驗數(shù)據(jù)記錄，實驗現(xiàn)象記錄，實驗過程發(fā)現(xiàn)的問題等）調(diào)試

15、過程中未發(fā)現(xiàn)任何問題五、實驗結(jié)果及分析（包括結(jié)果描述、實驗現(xiàn)象分析、影響因素討論、綜合分析和結(jié)論等）horizonhorrzon-desktop:文件（臼編ts（E）查看也）終端任）幫助（旦）horizonhorizondesktopsh testsh11 112 113 3 11 4 6 4 11 5 10 19 5 11 6 15 29 15 6 11 7 21 35 35 21 7 11 B 28 56 76 5& 28 8 11 9 36 84 126 126 84 36 9 1horizon（ahorizon-desktop：|六、實驗小結(jié)、建議及體會通過這次實驗熟悉了she

16、ll編程，對Linux下的編程有了進一步的了解。 也對Linux系統(tǒng) 終端方式使用的編輯器vi有進一步的認(rèn)識，如何使用命令來打開文件以及在編輯器vi里面編 寫內(nèi)容等，?？傊ㄟ^這次實驗，對課本上的知識有了進一步的理解以及鞏固。i實驗課程名稱：操作系統(tǒng)實驗項目名稱Linux 系統(tǒng)調(diào)用(time)實驗成績實驗者姬琪專業(yè)班級軟件SY1001組別同組者實驗日期年 月曰第一部分：實驗分析與設(shè)計(可加頁)一、實驗內(nèi)容描述(問題域描述)學(xué)習(xí) Linux 內(nèi)核的系統(tǒng)調(diào)用，理解、掌握 Linux 系統(tǒng)調(diào)用的實現(xiàn)框架、用戶界 面、參數(shù)傳遞、進入/返回過程。閱讀 Linux 內(nèi)核源代碼，通過添加一個簡單的系 統(tǒng)調(diào)

17、用實驗，進一步理解 Linux 操作系統(tǒng)處理系統(tǒng)調(diào)用的統(tǒng)一流程。Linux 系統(tǒng)調(diào)用使用方法。要求：掌握 Linux 系統(tǒng)調(diào)用使用方法。內(nèi)容：學(xué)習(xí)使用 time, ctime, sleep, exit 等 Linux 系統(tǒng)調(diào)用使用方法。二、實驗基本原理與設(shè)計(包括實驗方案設(shè)計，實驗手段的確定，試驗步驟等，用硬件邏輯或者算法描述)#i nclude#in clude#in clude#in cludeusing n amespace std;int mai n()while(1)char timebuf100;time_t t;time(&t);strftime(timebuf, siz

18、eof(timebuf),%Y 年 %m 月 %d 日 %H: %M:%S,localtime(&t);coutvvtimebufvve ndl;fflush(stdout);isleep(1);return 0;在現(xiàn)有的系統(tǒng)中添加一個不用傳遞參數(shù)的系統(tǒng)調(diào)用。這個系統(tǒng)調(diào)用的功能是實現(xiàn)遍歷進程。實驗主要內(nèi)容：添加系統(tǒng)調(diào)用的名字利用標(biāo)準(zhǔn) C 庫進行包裝添加系統(tǒng)調(diào)用號在系統(tǒng)調(diào)用表中添加相應(yīng)表項sys_mysyscall 的實現(xiàn)三、主要儀器設(shè)備及耗材Ubuntu操作系統(tǒng)Vi編輯器G+編譯器第二部分：實驗調(diào)試與結(jié)果分析(可加頁)一、調(diào)試過程(包括調(diào)試方法描述、實驗數(shù)據(jù)記錄，實驗現(xiàn)象記錄，實驗過程

19、發(fā)現(xiàn)的問題等)【1】下載并部署內(nèi)核源代碼此步已經(jīng)在實驗 2 中完成?！?】添加系統(tǒng)調(diào)用號系統(tǒng)調(diào)用號在文件 unistd.h 里面定義。這個文件在 ubuntulO.IO 下位于/usr/include/asm/unistd_32.h?，F(xiàn)在我們在 unistd.h 中添加我們的系統(tǒng)調(diào)用號：_NR_mysyscall，如下所示：231 #defi ne_NR_mysyscall223/*添加或修改為mysyscall */*注意：不同版本的內(nèi)核系統(tǒng)調(diào)用號不一樣，您可以根據(jù)內(nèi)核版本不同對系統(tǒng)調(diào)用號進行修改*/添加系統(tǒng)調(diào)用號之后， 系統(tǒng)才能根據(jù)這個號， 作為索引， 去找 syscall_table中的

20、相應(yīng)表項?！?】在系統(tǒng)調(diào)用表中添加或修改相應(yīng)表項我們知道，系統(tǒng)調(diào)用處理程序(system_call )會根據(jù) eax 中的索引 到系統(tǒng)調(diào)用表(sys_call_table )中尋找相應(yīng)的表項。所以，我們必須在那里添加 我們自己的一個值。在 2.6.36 的內(nèi)核下，只需要修改arch/x86/kernel/syscall_table_32.S。注意，修改該文件首先要切換至 U root 權(quán)限，此外使用 gedit 打開該文件時注意它的擴展名是大寫的S。233ong sys_mysyscall/*在對應(yīng)的位置修改或添加*/234ong sys_gettid235.lo ngsys_readahea

21、d/* 225 */到現(xiàn)在為止，系統(tǒng)已經(jīng)能夠正確地找到并且調(diào)用sys_mysyscall。剩下的就只有一件事情，那就是 sys_mysyscall 的實現(xiàn)?！?】sys_mysyscall 的實現(xiàn)我們把一小段程序添加在 kernel/sys.c 里面。在這里，我們并沒有 在kernel 目錄下另外添加自己的一個文件，這樣做的目的是為了簡單，而且不用 修改makefile，省去不必要的麻煩。mysyscall 系統(tǒng)調(diào)用實現(xiàn)遍歷系統(tǒng)中的所有的進程， 并打印每個進 程的進程名字，進程標(biāo)識符，進程的狀態(tài)和父進程的標(biāo)識符。進程名字、pid、進程狀態(tài)、父進程的指針在 task-struct 結(jié)構(gòu)的字 段中

22、。在內(nèi)核中使用 printk 函數(shù)打印有關(guān)變量的值。 遍歷進程可以使用 next_task 宏， init_task 進程為 0 號進程。asmli nkage int sys_mysyscall(void) /在此處加入遍歷進程的代碼；return 0;【5】重新編譯內(nèi)核一定要重新編譯內(nèi)核。內(nèi)核編譯完成后，重新啟動編譯后的新內(nèi)核?！?】編寫用戶態(tài)程序要測試新添加的系統(tǒng)調(diào)用，需要編寫一個用戶態(tài)測試程序(test.c) 調(diào)用mysyscall 系統(tǒng)調(diào)用。mysyscall 系統(tǒng)調(diào)用中 printk 函數(shù)輸出的信息在 /var/log/message 文件中。也可以在 shell 下用 dmesg

23、 命令查看。用戶態(tài)測試程序可以用如下方法實現(xiàn)#in clude # in clude #defi ne _NR_ mysyscall 223int mai n()syscall(_NR_mysyscall);/*或syscall(223) */在此加入在屏幕輸出每個進程相關(guān)信息的代碼；用 gcc 編譯源程序# gcc o test test.c運行程序# ./test用 shell 命令查看遍歷進程輸出的信息#dmesg、實驗結(jié)果及分析(包括結(jié)果描述、實驗現(xiàn)象分析、影響因素討論、綜合分析和結(jié)論等).long sys getdents64 /* 220 */.long sys_fcntl64lo

24、ng sysni syscall /* reserved for TUX */Aong sysmysyscall.long sys gettidAong sysreadahead嚴(yán)225 */.long syssetxattr.Long syslsetxattr1 1D D sysxxlsysxxl/添扭一個系址調(diào)用asmlinkage int sysmysyscall(void) struct taskstruct *task=&init_task;dop rintk( %st%dnidt%dnBftask-com, task-pid,staask-parent-pid);while

25、(task=next_task(task)!=&init_task)；return Q;)1三、實驗小結(jié)、建議及體會這次實驗有點難度，但是通過查找資料和與老師的交流之后還是順利完成了實 驗，希望以后相關(guān)能力能夠得到加強。k-實驗課程名稱:操作系統(tǒng)實驗項目名稱Linux 進程控制(fork)實驗成績實驗者姬琪專業(yè)班級軟件SY1001組別同組者實驗日期年 月曰第一部分：實驗分析與設(shè)計（可加頁）一、實驗內(nèi)容描述（問題域描述）Linux 系統(tǒng)進程控制 要求：掌握 Linux 系統(tǒng)中進程控制原語 fork 的使用方法。內(nèi)容：設(shè)計 C 程序，其中主進程創(chuàng)建一個子進程，以特定次序各自執(zhí)行規(guī) 定操作后

26、退出。二、實驗基本原理與設(shè)計(包括實驗方案設(shè)計，實驗手段的確定，試驗步驟等，用硬件邏輯或 者算法描述)#i nclude#in clude#in cludeusing n amespace std;int mai n() coutPare nt process id:getpid()e ndl; pid_t iRet = fork();if(iRetvO)coutCreate child process fail!e ndl;else if(iRet = 0) coutvv Imchild process, and id isgetpid()ppidis:vvgetppid()ve ndl;

27、elsecoutCreate child process success childthe id is:iRete ndl; return 0;三、主要儀器設(shè)備及耗材Ubuntu操作體統(tǒng)Vi編輯器G+編譯第二部分：實驗調(diào)試與結(jié)果分析(可加頁)一、調(diào)試過程(包括調(diào)試方法描述、實驗數(shù)據(jù)記錄，實驗現(xiàn)象記錄，實驗過程發(fā)現(xiàn)的問題等)(1)【進程的創(chuàng)建】 編寫一段程序，使用系統(tǒng)調(diào)用fork ()創(chuàng)建兩個子進程，當(dāng)此進程運行時，在系統(tǒng)中有一個父進程和兩個子進程活動，讓每一個進程在屏幕上顯示一個字符，父進程顯示字符“ a”；子進程分別顯示字符“ b”和字符“ c ”，試觀察記錄屏幕上的顯 示結(jié)果，并分析原因。

28、【源程序】：#in cludeint mai n()in t p1, p2;while (p1 = fork() = -1);if (p1 = 0)/第一子進程putchar(b);else while (p2 = fork() = -1);if (p2 = 0)putchar(c);/第二子進程elseputchar(a);/父進程return 0;運行多次：主要輸出有 bca，偶爾輸出 cab 和 cba，abc，bac，acb會有如此多種不同輸出，主要是因為 fork()生成的子進程和父進程是并行運行 的，所以先運行哪個進程是由系統(tǒng)的調(diào)度算法決定的，ubuntu9.04 很大概率系統(tǒng)會先

29、輸出 bca 是因為 ubuntu 9.04 在 fork ()運行之后很大概率先運行子進程， 再運行父進程。當(dāng)然也有可能先運行父進程后子進程，再加上進程間的并發(fā)性；導(dǎo)致了輸出的多樣性。輸出次序帶有隨機性?！具M程的控制】修改已編寫的程序，將每個進程輸出一個字符改為每個進程輸出一句 話，在觀察程序執(zhí)行時屏幕上出現(xiàn)的現(xiàn)象，并分析原因。【源代碼】：#in cludeint mai n() in t p1, p2;while (p1 = fork() = -1);if (p1 = 0);第一個子進程prin tf(Child1 is runnin g!n);else while (p2 = fork(

30、) = -1);if (p2 = 0);第二子進程prin tf(Child2 is runnin g!n);else;父進程prin tf(Father is runnin g!n);return 0;運行多次，大部分運行后輸出：Child1 is running!Child2 is running!Father is running!少數(shù)輸出：Child2 is running!Child1 is running!Father is running!Father is running!Child1 is running!Child2 is running!理論上是有 6 種不同的結(jié)果，還是

31、由于系統(tǒng)的調(diào)度算法，程序的并發(fā)性影響；但由 于函數(shù) printf()在輸出字符串時不會被中斷，因此，字符串內(nèi)部字符順序輸出不 變。所以與打印單字符的結(jié)果相同。創(chuàng)建進程,使用 exec 函數(shù)族使子進程執(zhí)行新的目標(biāo)程序,觀察并分析 出現(xiàn)的現(xiàn)象?！驹创a】：#in clude #in clude int mai n()prin tf(=system call execl test ing =n);execlp(date,date,O);prin tf(exec error !n);return 0;輸出：=system call execl test ing =2009年12月04日星期五21:35

32、:18 CST輸出結(jié)果分析：execlp 是一種 exec 函數(shù)，當(dāng)進程調(diào)用一種 exec 函數(shù)時，用指定的目標(biāo)進程 更好進程的執(zhí)行映像。Exec 調(diào)用成功后，調(diào)用進程的正文段被指定的文件的正文 段所覆蓋。調(diào)用成功時，exec 不返回，從而不執(zhí)行 exec 以后的所有語句，所以本 例就只有輸出“ 2009 年 12 月 04 日星期五 21:35:18 CST 的情況。如果調(diào)用失 敗，返回-1，執(zhí)行剩余指令。(3)【進程信號處理】編寫程序使用系統(tǒng)調(diào)用 fork()創(chuàng)建兩個子進程,再用系統(tǒng)調(diào)用 singal()讓 父進程捕捉鍵盤上來的中斷信號(即按Ctrl+c 鍵);當(dāng)捕捉到中斷信號后，父進程

33、用系統(tǒng)調(diào)用Kill() 向兩個子進程發(fā)出信號，子進程捕捉到信號后分別輸出下列信 息后終止：Child Process11 is Killed by Pare nt!Child Process12 is Killed by Pare nt!父進程等待兩個子進程終止后，輸出如下的信息后終止：Pare nt Process is Killed!【源代碼】：#in clude#in cludeint wait_mark;void wait in g()while (wait_mark = 1);void stop()wait_mark = 0;int mai n()in t p1, p2;while (p1 = fork() = -1);if (p1 = 0);第一