超详细西电软院操作系统实验报告DOC.docx
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超详细西电软院操作系统实验报告DOC
操作系统课程设计
实验报告册
班级：
1313012
学号：
...
姓名：
lan
教师：
杜军朝
实验1Linux（虚拟机）安装及Linux常用命令使用
实验2makefile的编写及Linux内核编译
实验3Linux的进程和线程
实验4同步与互斥
实验5文件系统
重要提示：
1．实验正文建议使用小四号或五号宋体。
2．若附加图形，则请直接嵌入到实验手册相应位置。
3．各实验的源程序，请按实验分目录存放，如第一个实验的源程序存放在目录lab1下，第二个实验的源程序存放在目录lab2下等等，依次类推。
4．可互相讨论，但严禁抄袭网络或同学的实验结果。
实验编号
1
题目
Linux（虚拟机）安装及Linux常用命令使用
实验目的
1、掌握至少一种Linux系统的安装
2、掌握虚拟机平台（VmwareWorkstation）的使用和配置
3、掌握至少一种配置Vmware中Linux系统与宿主机Windows系统的文件交换的方法
4、掌握常用的Linux命令
5、了解Linux的帮助系统
实验内容
1、Linux（虚拟机）安装及Linux常用命令使用
报告正文
1、目录操作命令
2、文件操作命令
3、文本文件查看命令
4、用户系统命令
5、网络相关命令
6、U盘的使用方法
7、用户管理命令
8、用户组账号管理
9、文件权限设置
10、设置文件属主和属组
实验编号
2
题目
makefile的编写及Linux内核编译
实验目的
1、掌握Linux中makefile文件的编写
2、理解Linux内核的Makefile
3、掌握至少一个版本Linux内核的编译步骤
4、了解Linux内核的配置过程
实验内容
1、准备工作：
相关软件的获取与安装（源代码，软件包）
2、编译工作：
配置，编译
3、修改启动配置文件：
修改grub2启动项
4、能够正确的编译源代码
5、能够用编译出的内核启动系统
报告内容要求
（1）实现方法和思路
（2）测试及结果
报告正文
内核编译过程
1、拷贝源代码到/usr/src目录下
将文件添加共享文件夹中，然后在terminal输入以下命令：
cd/mnt/hgfs
cp-rpackages/usr/src
cplinux-2.6.32.60/usr/src
2、在usr/src目录下解压源码：
cd/usr/src
tarxvflinux-2.6.32.60.tar.bz2
3、拷贝packages到“~”目录下：
cd/usr/src
cp-rpackages~
4、安装软件包：
dpkg–i*.deb
5、转到内核源代码所在的目录“/usr/src/linux-2.6.32.60”:
cd/usr/src/linux-2.6.32.60
6、输入makemenuconfig，进入generalsetup选项，进入localversion菜单，添加版本标示：
lan，保存并退出。
7、输入make语句，等待2小时……
8、makemodules_install
9、makeinstall
10、update-initramfs-c-k2.6.32.60lan
11、修改grub启动项：
cd/boot/grub
12、重新启动ubuntu
13、查看内核版本号：
实验编号
3
题目
Linux的进程和线程
实验目的
1、理解进程/线程的概念
2、掌握创建和终止进程/线程的方法
3、掌握与进程/线程控制相关的系统函数
实验内容
1、创建和终止进程/线程
2、使用进程/线程控制相关的系统函数
报告内容要求
（1）实现方法和思路
（2）测试及结果
报告正文
示例1
源代码：
#include
#include
#include
intmain（）{
pid_tmyPid;
pid_tmyParentPid;
gid_tmyGid;
uid_tmyUid;
myPid=getpid（）;
myParentPid=getppid（）;
myGid=getgid（）;
myUid=getuid（）;
printf（"myprocessidis%d\n",myPid）;
printf（"myparentisprocessidis%d\n",myParentPid）;
printf（"mygroupidis%d\n",myGid）;
printf（"myuseridis%d\n",myUid）;
return0;
}
运行结果：
示例2
源代码：
#include
#include
#include
intmain（）{
pid_tret;
intstatus,i;
introle=-1;
ret=fork（）;
if（ret>0）{
printf（"Parent:
Thistheparentprocess（pid%d）\n",getpid（））;
for（i=0;i<6;i++）{
printf（"Parent:
Atcount%d\n",i）;
sleep（3）;}
ret=wait（&status）;//防止僵尸进程的产生
role=0;}
else
if（ret==0）{
printf（"Child:
Thisthechildprocess（pid%d）\n",getpid（））;
for（i=0;i<6;i++）{
printf（"Chile:
Atcount%d\n",i）;
sleep
（1）;
}
role=1;
}
else{
printf（"Parent:
Errortryingtofork（）（%d）\n",errno）;
}
printf（"%s:
Exiting...\n",（（role==0）?
"Parent":
"Child"））;
return0;
}
运行结果：
示例3
源代码：
#include
#include
#include
#include
voidcatch_ctlc（intsig_num）{
printf（"CaughtControl-C\n"）;
fflush（stdout）;//清除标准输出的缓存区
}
intmain（）{
signal（SIGINT,catch_ctlc）;
printf（"Goahead,makemyday.\n"）;
pause（）;
return0;
}
运行结果：
示例4
源代码：
#include
#include
#include
#include
#include
#include
voidusr1_handler（intsig_num）{
printf（"Parent（%d）gottheSIGUSR1\n",getpid（））;
}
intmain（）{
pid_tret;
intstatus;
introle=-1;
ret=fork（）;
if（ret>0）{
printf（"Parent:
Thisistheparentprocess（pid%d）\n",getpid（））;
signal（SIGUSR1,usr1_handler）;
role=0;
pause（）;
printf（"Parent:
Awaitingchildexit\n"）;
ret=wait（&status）;
}
else{
if（ret==0）{
printf（"Child:
Thisisthechildprocess（pid%d）\n",getpid（））;
role=1;
sleep
（1）;
printf（"Child:
SendingSIGUSR1topid%d\n",getppid（））;
kill（getppid（）,SIGUSR1）;
sleep
（2）;
}else{
printf（"Parent:
Errortryingtofork（）（%d）\n",errno）;
}
printf（"%s:
Exiting…\n",（（role==0）?
"Parent":
"Child"））;
}
return0;
}
运行结果：
示例5
源代码：
#include
#include
#include
#include
#include
void*myThread（void*arg）{
printf（"Threadran\n"）;
pthread_exit（arg）;
}
intmain（）
{
intret;
pthread_tmythread;
ret=pthread_create（&mythread,NULL,myThread,NULL）;
if（ret!
=0）{
printf（"Cannotcreatepthread（%s）\n",strerror（errno））;
exit（-1）;
}
return0;
}
运行结果：
程序无输出内容
改写程序如下：
#include
#include
#include
#include
#include
void*myThread（void*arg）{
printf（"Threadran\n"）;
pthread_exit（arg）;
}
intmain（）
{
intret;
pthread_tmythread;
ret=pthread_create（&mythread,NULL,myThread,NULL）;
if（ret!
=0）{
printf（"Cannotcreatepthread（%s）\n",strerror（errno））;
exit（-1）;
}
if（ret==0）{
printf（"Cancreatepthread!
\n"）;
}
return0;
}
运行结果：
示例6
源代码：
#include
#include
void*myThread（void*arg）{
printf（"Thread%dstarted\n",（int）arg）;
pthread_exit（arg）;
}
#defineMAX_THREADS5
intmain（）{
intret,i,status;
pthread_tthreadIds[MAX_THREADS];
for（i=0;iret=pthread_create（&threadIds[i],NULL,myThread,（void*）i）;
if（ret!
=0）{
printf（"Errorcreatingthread%d\n",（void*）i）;
}
}
for（i=0;iret=pthread_join（threadIds[i],（void**）&status）;
if（ret!
=0）{
printf（"Errorjoiningthread%d\n",（void*）i）;
}
else{
printf（"Status=%d\n",status）;
}
}
return0;
}
运行结果：
示例7
源代码：
#include
#include
#include
pthread_mutex_tcntr_mutex=PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;
longprotVariable=0L;
void*myThread（void*arg）{
inti,ret;
for（i=0;i<10000;i++）{
ret=pthread_mutex_lock（&cntr_mutex）;
assert（ret==0）;
protVariable++;
ret=pthread_mutex_unlock（&cntr_mutex）;
assert（ret==0）;
}
pthread_exit（NULL）;
}
#defineMAX_THREADS10
intmain（）{
intret,i;
pthread_tthreadIds[MAX_THREADS];
for（i=0;iret=pthread_create（&threadIds[i],NULL,myThread,NULL）;
if（ret!
=0）{
printf（"Errorcreatingthread%d\n",（int）threadIds[i]）;
}
}
for（i=0;iret=pthread_join（threadIds[i],NULL）;
if（ret!
=0）{
printf（"Errorjoiningthread%d\n",（int）threadIds[i]）;
}
}
printf（"Theprotectedvariablevalueis%ld\n",protVariable）;
ret=pthread_mutex_destroy（&cntr_mutex）;
if（ret!
=0）{
printf（"Couldnotdestroythemutex\n"）;
}
return0;
}
运行结果：
实验编号
4
题目
同步与互斥
实验目的
1.学习理解并发中的互斥原理
2.掌握peterson算法的原理及实现方法
3.实现生产者消费者模型
实验内容
1.实现Peterson算法；理解互斥的概念
2.利用Peterson算法的原理；实现“生产者消费者”程序，理解同步互斥的概念
报告内容要求
（1）实现方法和思路
（2）测试及结果
报告正文
一、Peterson算法
本实验利用软件方法实现同步互斥,也就是通过peterson算法,不通过中断等物理机制实现同步互斥。
Peterson算法特点：
使用两个全局变量（flag[]和turn），flag[]表示哪个进程正在占用临界区及临界区的状态，turn表示能进入临界区的进程序号。
此算法涉及两个原则：
忙则等待,空闲让进。
源代码：
#include
#include
#include
#include
#definefalse0
#definetrue1
intflag[2];
intturn=0;
ints=0;
void*P0（void*arg）;
void*P1（void*arg）;
intmain（）
{
pthread_tpt0,pt1;
flag[0]=false;
flag[1]=false;
pthread_create（&pt0,NULL,P0,NULL）;
pthread_create（&pt1,NULL,P1,NULL）;
pthread_join（pt0,NULL）;
pthread_join（pt1,NULL）;
return0;
}
void*P0（void*arg）
{
while（true）{
flag[0]=true;
turn=1;
while（flag[1]&&turn==1）continue;
printf（"Iamprocess0andIgots:
%d\n",s）;
s++;
flag[0]=false;
sleep
（1）;
}
}
void*P1（void*arg）
{
while（true）{
flag[1]=true;
turn=0;
while（flag[0]&&turn==0）continue;
printf（"Iamprocess1andIgots:
%d\n",s）;
s++;
flag[1]=false;
sleep
（1）;
}
}
运行结果：
2、用Peterson算法实现“生产者消费者”程序
源代码：
#include
#include
#defineMAX10//需要生产的数量
pthread_mutex_tthe_mutex;
pthread_cond_tcondc,condp;
intbuffer=0;//生产者、消费者使用的缓冲区
void*producer（void*ptr）
{
inti;
for（i=1;i<=MAX;i++）
{
pthread_mutex_lock（&the_mutex）;//互斥使用缓冲区
while（buffer!
=0）pthread_cond_wait（&condp,&the_mutex）;
printf（"procucerproduceitem%d\n",i）;
buffer=i;//将数据插入缓冲区
pthread_cond_signal（&condc）;//唤醒消费者
pthread_mutex_unlock（&the_mutex）;//释放缓冲区
}
pthread_exit（0）;
}
void*consumer（void*ptr）
{
inti;
for（i=1;i<=MAX;i++）
{
pthread_mutex_lock（&the_mutex）;//互斥使用缓冲区
while（buffer==0）pthread_cond_wait（&condc,&the_mutex）;
printf（"consumerconsumeitem%d\n",i）;
buffer=0;//从缓冲区中取出数据
pthread_cond_signal（&condp）;//唤醒生产者
pthread_mutex_unlock（&the_mutex）;//释放缓冲区
}
pthread_exit（0）;
}
intmain（intargc,char*argv[]）
{
pthread_tpro,con;
pthread_mutex_init（&the_mutex,0）;
pthread_cond_init（&condc,0）;
pthread_cond_init（&condp,0）;
pthread_create（&con,0,consumer,0）;
pthread_create（&pro,0,producer,0）;
pthread_join（pro,0）;
pthread_join（con,0）;
pthread_cond_destroy（&condc）;
pthread_cond_destroy（&condp）;
pthread_mutex_destroy（&the_mutex）;
return0;
}
运行结果：
实验编号
5
题目
文件系统
实验目的
1.掌握锁的结构和操作
2.掌握如何对文件进行加锁,解锁
3.学会如何协调不同进程对同一文件的互斥操作
实验内容
1.文件锁的测试
以下选做：
2.获取文件的状态信息
3.创建一个带有空洞的文件
4.掌握lseek函数的用法
报告内容要求
（1）实现方法和思路
（2）测试及结果
报告正文
1、文件锁的测试
#include
#include
#include
#include
#include
#include
intmain（）{
intfd;
pid_tpid;
structflockrdlock,wrlock;
rdlock.l_type=F_RDLCK;
rdlock.l_start=0;//读锁
rdlock.l_whence=SEEK_SET;
rdlock.l_len=0;
wrlock.l_type=F_WRLCK;
wrlock.l_start=0;//写锁
wrlock.l_whence=SEEK_SET;
wrlock.l_len=0;
if（（fd=open（"myfile",O_RDWR））<0）{
printf（"cannotopenthefile\n"）;
exit（EXIT_FAILURE）;
}
if（write（fd,"abcdefgh",8）
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