《操作系統(tǒng)》課程設(shè)計報告課程設(shè)計題目：操作系統(tǒng)課程設(shè)計 設(shè)計時間：2016/1/10一、 課程設(shè)計目的與要求需要完成的內(nèi)容：(1) 安裝虛擬機：Vmware、Vmware palyer (free)(推薦)、Virtualbox(推薦)、VMLite、Xen、Virtuozzo、KVM(2) 安裝和使用Linux(推薦SUSE)(注意包含內(nèi)核源碼和內(nèi)核開發(fā)工具等)(3) Linux內(nèi)核源代碼配置和重編(4) 找到VFS和一個具體文件系統(tǒng)的源代碼(ext3或ext4)(5) 讀懂VFS和具體文件系統(tǒng)如何關(guān)聯(lián)(如何體現(xiàn)virtual file switch)(6) 找到具體文件系統(tǒng)的read或write函數(shù)，使用printk(使用方法和printf一樣)向后臺打印文件讀寫信息。(read或write函數(shù)選一個即可)(7) 使用dmesg –c查看后臺的輸出。可以附加的功能(8) 復(fù)制ext3或ext4的源代碼(注意與當(dāng)前使用的文件系統(tǒng)有區(qū)別)，修改Makefile文件，使用模塊編譯方式(9) 修改ext3或ext4的源代碼，實現(xiàn)新的文件系統(tǒng)。(至少需要修改文件系統(tǒng)的名稱，最好能對文件寫操作向系統(tǒng)后臺打印出信息。)(10) 動態(tài)加載和卸載新的文件系統(tǒng)。二、 課程設(shè)計內(nèi)容(1) 安裝虛擬機(2) 安裝和使用Linux(3) Linux內(nèi)核源代碼配置和重編(4) 提取并動態(tài)加載和卸載新的文件系統(tǒng)三、 課程設(shè)計設(shè)備與環(huán)境設(shè)備信息：PC

虛擬機：VM11

四、 設(shè)計正文(包括分析與設(shè)計思路、各模塊流程圖、帶注釋的主要算法源碼、內(nèi)核編譯過程以及動態(tài)模塊加載過程等，如有改進或者拓展，請重點用一小節(jié)進行說明)(1) 安裝虛擬機(2) 安裝和使用Linux(推薦SUSE)(注意包含內(nèi)核源碼和內(nèi)核開發(fā)工具等)安裝OpenSUSE，并下載相近版本的內(nèi)核源碼

初始內(nèi)核版本

下載的源代碼包

(3) Linux內(nèi)核源代碼配置和重編利用vmtools(虛擬機提供的可以在宿主機和虛擬機之間自由復(fù)制文件的工具)將內(nèi)核源碼包復(fù)制進虛擬機，解壓到/home/a123/linux-3.12.51

*因為分配的磁盤空間比較小，所以沒有按照慣例把內(nèi)核源碼放在/usr/src目錄下(如果放在這里，會出現(xiàn)空間不足的情況)附：磁盤分配情況/swap(交換分區(qū)) 2.4G/(根目錄) 11G/home(用戶目錄) 13G

解壓好的內(nèi)核源碼文件在編譯前需要稍作修改(6)，并且缺乏一個config文件告訴編譯器編譯哪些功能。Config文件可以用make menuconfig命令生成，但是需要自己選擇相應(yīng)的功能，太過復(fù)雜，這里有一個簡便的方法因為下載的內(nèi)核源碼是相近的版本，所以可以使用現(xiàn)有版本的config文件，該文件在/boot目錄下使用cp /boot/config-3.11.6-4-desktop .config命令將此文件復(fù)制過來

注意：應(yīng)當(dāng)在內(nèi)核所在的文件目錄下使用此命令復(fù)制成功

執(zhí)行 make menuconfig命令，進入選擇界面，直接保存退出即可雖然新版本的Linux可以直接執(zhí)行make一步完成所有的編譯工作，但此次課程設(shè)計仍然采用以前的編譯的方式

執(zhí)行 make bzImage命令——編譯壓縮的內(nèi)核編譯完成

執(zhí)行 make modules命令——編譯模塊

執(zhí)行 make modules_install命令——安裝模塊

注：

在make menuconfig時我在General setup中把版本號改過

執(zhí)行 make install命令——安裝新內(nèi)核

Reboot重啟

說明內(nèi)核修改安裝完畢，成功(4) 找到VFS和一個具體文件系統(tǒng)的源代碼(ext3或ext4)VFS：虛擬文件系統(tǒng)，顧名思義。它為應(yīng)用程序員提供一層抽象，屏蔽底層各種文件系統(tǒng)的差異。Linux的文件系統(tǒng)采用面向?qū)ο蟮姆绞皆O(shè)計，這使得Linux的文件系統(tǒng)非常容易擴展，我們可以非常容易將一個新的文件系統(tǒng)添加到Linux中。在此主要對象之一super_block位于中

代碼量巨大，此為部分代碼Ext4在fs文件夾下的ext4文件夾內(nèi)

此處打開file.c用vim打開file.c部分代碼如下

(5) 讀懂VFS和具體文件系統(tǒng)如何關(guān)聯(lián)(如何體現(xiàn)virtual file switch)在(4)中已經(jīng)提到，VFS是C語言寫的一個面向?qū)ο蟮脑O(shè)計，比如我們要調(diào)用alloc_inode方法：sb->s_op->alloc_inode(sb)。這里與面向?qū)ο笳Z言的差別是，面向?qū)ο笳Z言里實例方法可以訪問到this，這樣就可以訪問到自身的所有成員，但是在C里卻做不到，所以需要將自身作為參數(shù)傳入到函數(shù)中、圖一表示了對文件寫操作的調(diào)用過程

(6) 找到具體文件系統(tǒng)的read或write函數(shù)，使用printk(使用方法和printf一樣)向后臺打印文件讀寫信息。(read或write函數(shù)選一個即可)因為Linux系統(tǒng)對文件的操作是通過函數(shù)調(diào)用來實現(xiàn)的，所以在此我修改的是vfs這一層，找到fs，目錄下的read_write.c并打開找到do_sync_read函數(shù)，在其返回前加入printk語句

(7) 使用dmesg –c查看后臺的輸出。

(8) 復(fù)制ext3或ext4的源代碼(注意與當(dāng)前使用的文件系統(tǒng)有區(qū)別)，修改Makefile文件，使用模塊編譯方式

(9) 修改ext3或ext4的源代碼，實現(xiàn)新的文件系統(tǒng)。(至少需要修改文件系統(tǒng)的名稱，最好能對文件寫操作向系統(tǒng)后臺打印出信息。)

使其在加載和卸載的時候能夠printk到buffer緩沖中(10) 動態(tài)加載和卸載新的文件系統(tǒng)。使用insmod語句加載使用lsmod語句加載

加載成功接下來使用dmesg 查看緩沖區(qū)內(nèi)容

成功接下來使用rmmod語句卸載模塊

成功五、 課程設(shè)計結(jié)果及分析課程設(shè)計結(jié)果：成功分析：Linux文件系統(tǒng)使用了面向?qū)ο蟮脑O(shè)計方法，保證了其對用戶的透明，VFS層實現(xiàn)了系統(tǒng)與文件系統(tǒng)的無關(guān)性，增加了系統(tǒng)對不同文件系統(tǒng)的兼容性。六、 總結(jié)與進一步改進設(shè)想總結(jié)：1.編譯內(nèi)核的時候，可以使用make XXX –j8這樣可以開啟多線程編譯(我的虛擬機分配的是8核心)，加快編譯速度2.printk語句我寫的是printk(”””DoingRead”);本意是利用printk的優(yōu)先級，將其輸出到用戶態(tài)的控制臺，結(jié)果語法錯誤，并沒有輸出到控制臺改進設(shè)想：修改的文件前加上語句，實現(xiàn)對控制臺的輸出

define KERN_EMERG 0(因為缺少這個宏，導(dǎo)致系統(tǒng)并沒有理解我的0是什么意思)

七、 答辯(或匯報)記錄(包括問題和答案，每個人不少于3個)

顯示內(nèi)核版本

使用dmesg –c命令

加載新模塊

八、 參考文獻

鳥哥的Linux私房菜

百度百科：printk概述http://baike.baidu.com/link?url=Kv5e2xb9thGENkIvSQmjpkYb8kbKoNvEhmt2oICTmDAn0wj2YADVf8dsrzBtz2fRt0uwa_3joQ-o40wKwwL68a

Linux虛擬文件系統(tǒng)(VFS)http://www.cnblogs.com/yuyijq/archive/2013/02/24/2923855.html

LinuxEXT4文件系統(tǒng)分析http://wenku.baidu.com/link?url=Wi-vyrROUIJqRk4eSsuwOwRe0Sf-ydXamWNR0H2HCrN9CPHJg80lXpu0Gi_ZGT-X5yKnknl86ooHdckHhJxybmyBR2szWsPDOV0IPJ6fJXO

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的linux 文件系统 vfs,linux虚拟文件系统vfs的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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