操作系统实验一到实验九合集(哈工大李治军)

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操作系统实验

作者寄语

操作系统实验的学习是一个循序渐进的过程，初次看linux-0.11中的代码，看着满屏的汇编语言，确实头疼。但通过学习赵炯博士的Linux内核0.11完全注释，结合着王爽老师的汇编语言一书，我逐渐理解每段汇编语言的含义和作用。本文主要是通过对哈工大李治军配套实验的实现，着重解释每一段的汇编代码，使读者对实验的整体脉络有一个初步的认识，不再因为畏惧汇编而不放弃实验。本文只是抛砖引玉，希望读者可以深入研究我下文提供的参考资料，做到理论与实践兼具。

参考资料

视频:操作系统
书籍:现代操作系统
实验:操作系统原理与实践
书籍:王道操作系统
书籍:Linux内核完全注释
书籍:汇编语言(第3版) 王爽著

操作系统实验
- 作者寄语
- 参考资料
- 目录
- 实验一熟悉实验环境
- 实验二操作系统的引导
- - 汇编知识
  - - int 0x10
    - int 0x13
    - int 0x15
    - int 0x41
    - CF
    - jnc
    - jl
    - lds
    - DF标志和串传送指令
    - call
    - ret
  - 改写bootsect.s
  - bootsect.s读入setup.s
  - setup.s获取基本硬件参数
  - 天道酬勤
- 实验三系统调用
- - 提醒
  - 实验目的
  - 应用程序如何调用系统调用
  - 从“int 0x80”进入内核函数
  - 实现 sys_iam() 和 sys_whoami()
  - 按照上述逻辑修改相应文件
  - 修改 Makefile
  - - （1）第一处
    - （2）第二处
  - 编写测试程序
  - 天道酬勤
- 实验四进程运行轨迹的跟踪与统计
- - 实验目的
  - 实验内容
  - 编写process.c文件
  - - 提示
    - 文件主要作用
    - 关键函数解释
    - - fork()
      - struct tms 结构体
      - 数据类型 clock_t
    - 代码实现
    - 答疑
  - 尽早打开log文件
  - - 小结
  - 编写fprintk()函数
  - jiffies，滴答
  - 寻找状态切换点
  - - 例子 1：记录一个进程生命期的开始
    - 例子 2：记录进入睡眠态的时间
    - 修改fork.c文件
    - 修改sched.c文件
    - - 修改schedule函数
      - 修改sys_pause函数
      - 修改sleep_on函数
      - 修改interruptible_sleep_on函数
      - 修改wake_up函数
    - 修改exit.c文件
    - 小结
  - 编译
  - 编译运行process.c
  - process.log自动化分析
  - 修改时间片
  - 问题回答
  - - 问题1：单进程编程和多进程编程的区别？
    - 问题2：仅针对样本程序建立的进程，在修改时间片前后，log 文件的统计结果都是什么样？结合你的修改分析一下为什么会这样变化，或者为什么没变化？
  - 警示
  - 天道酬勤
- 实验五基于内核栈切换的进程切换
- - 实验目的
  - 实验内容
  - TSS 切换
  - 本次实验的内容
  - 正式修改代码前小结
  - schedule 与 switch_to
  - 实现 switch_to
  - 修改fork()系统调用
  - 编译运行
  - 天道酬勤
- 实验六信号量的实现和应用
- - 实验目的
  - 实验内容
  - - 用信号量解决生产者—消费者问题
    - 实现信号量
  - 什么是信号量？
  - 思路
  - 用户程序 pc.c
  - - 知识点
    - 信号量作用
    - 代码展示
  - 修改内核
  - - 编写 sem.h
    - 编写 sem.c
    - 添加系统调用号
    - 改写系统调用数
    - 添加系统调用的定义
    - 修改工程文件的编译规则
    - Debug
  - 挂载文件
  - 测试
  - 天道酬勤
- 实验七地址映射与共享
- - 实验目的
  - 实验内容
  - - 1 跟踪地址翻译过程
    - 2 基于共享内存的生产者—消费者程序
    - 3 共享内存的实现
  - 创建test.c
  - 跟踪地址翻译过程
  - - 1.准备
    - 2.暂停
    - 3.段表
    - 4.段描述符
    - 5.段基址和线性地址
    - 6.页表
    - 7.物理地址
  - 添加系统调用号
  - 添加系统调用的定义
  - 改写系统调用数
  - 编写 shm.c
  - 修改工程文件的编译规则
  - 编写消费者和生产者程序
  - - 编写producer.c
    - 编写consumer.c
  - 运行验证
  - 天道酬勤
- 实验八终端设备的控制
- - 实验目的
  - 实验内容
  - 实验思路
  - - 键盘中断初始化
    - 键盘中断发生
    - 字符输出流程
  - 添加`F12`功能键盘处理
  - 添加字符`*`显示处理
  - 编译运行
  - 实验问题
  - 天道酬勤
- 实验九 proc文件系统的实现
- - 实验目的
  - 实验内容
  - procfs介绍
  - 增加新文件类型
  - 让 `mknod()` 支持新的文件类型
  - `procfs` 的初始化工作
  - 让 `proc` 文件可读
  - 实现 `proc_read` 函数
  - 编译运行
  - 天道酬勤
- 终章