操作系统实验报告

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1、中央民族大学操所系统课程设计实验报告课程设计实验报告学院:信息工程学院课程:Linux操作系统班级:姓名:吴璨学号:指导教师:2013年12月07日41中央民族大学操所系统课程设计实验报告基于Linux操作系统设备驱动程序的设计与实现摘要Linux由于其具有内核强大且稳定，易于扩展和裁减，效率高，丰富的硬件支持等许多优点，在操作系统中得到广泛的应用。设备驱动程序即添加到操作系统中的一小块代码，其中包含有关硬件设备的信息。有了此信息，计算机就可以与设备进行通信。驱动程序是硬件厂商根据操作系统编写的配置文件，可以说没有驱动

2、程序，计算机中的硬件就无法工作。驱动程序扮演沟通的角色，把硬件的功能告诉操作系统，并且也将系统的指令传达给硬件，让它开始工作。本文给出了一个Linux块设备驱动程序的例子，此设备驱动程序可以用作Linux实践教学的实例。关键词：Linux，驱动程序，操作系统41中央民族大学操所系统课程设计实验报告目录一、前言3二、相关技术的背景介绍32.1Linux操作系统32.2Linux操作系统的文件系统4三、Linux操作系统的设备驱动83.1设备驱动83.2设备的分类83.3主设备号与次设备号93.4驱动程序的结构93.5驱动

3、程序基本框架11四、实验相关背景知识114.1设备驱动程序接口114.2设备文件的VFS处理124.3块设备124.4bio结构体144.5请求队列154.6磁盘文件I/O步骤174.7块设备文件的读写操作18五、详细设计195.1基本数据结构195.2定义模块参数195.3设备初始化195.4设置gendisk结构205.5Request()内核函数215.6使用虚拟块设备215.7代码详解225.8vblkdev验证31六、实验步骤31七、心得体会39八、参考文献4041中央民族大学操所系统课程设计实验报告一、前言

4、驱动程序是应用程序和硬件设备的一个接口，Linux设备驱动程序属于内核的一部分，熟练驱动程序和内核模块开发需要硬件知识，了解操作系统的实现，需要了解内核基础知识，了解内核中的并发控制和同步以及复杂的软件结构框架。本文论述了如何在Linux下实现一个简单的块设备驱动程序，主要完成了一个基于主存的虚拟块设备驱动程序。它是一个RAM-disk驱动程序，当该驱动程序挂载后，用户可以和普通块设备一样在该块设备上创建文件系统，且可通过模块挂载该驱动程序。可以设置虚拟块设备的主设备号，并且可以设置块设备的扇区大小和扇区数量。本文首先

5、阐述了Linux操作系统和设备驱动程序的基础知识，然后给出了实现一个设备驱动程序的总体框架，最后根据框架一步步详细完成了一个块设备驱动程序，包括终端命令和源程序的编写。做好设备驱动程序可以更好的了解硬件和操作系统，本设备驱动程序可以作为操作系统实验课程的实例。二、相关技术的背景介绍2.1Linux操作系统Linux是一种自由和开放源码的类Unix操作系统，存在着许多不同的Linux版本，但它们都使用了Linux内核。Linux可安装在各种计算机硬件设备中，比如手机、平板电脑、路由器、视频游戏控制台、台式计算机、大型机和

6、超级计算机。Linux是一个领先的操作系统，世界上运算最快的10台超级计算机运行的都是Linux操作系统。严格来讲，Linux这个词本身只表示Linux内核，但实际上人们已经习惯了用Linux来形容整个基于Linux内核，并且使用GNU工程各种工具和数据库的操作系统。Linux得名于天才程序员林纳斯·托瓦兹。Linux操作系统是UNIX操作系统的一种克隆系统，它诞生于1991年的10月5日（这是第一次正式向外公布的时间）。以后借助于Internet网络，并通过全世界各地计算机爱好者的共同努力，已成为今天世界上使用最多的

7、一种UNIX类操作系统，并且使用人数还在迅猛增长。Linux是一套免费使用和自由传播的类Unix操作系统，是一个基于POSIX和UNIX的多用户、多任务、支持多线程和多CPU的操作系统。它能运行主要的UNIX工具软件、应用程序和网络协议。它支持32位和64位硬件。Linux继承了Unix以网络为核心的设计思想，是一个性能稳定的多用户网络操作系统。它主要用于基于Intel41中央民族大学操所系统课程设计实验报告x86系列CPU的计算机上。这个系统是由全世界各地的成千上万的程序员设计和实现的。其目的是建立不受任何商品化软件

8、的版权制约的、全世界都能自由使用的Unix兼容产品。2.2Linux操作系统的文件系统2.2.1文件类型普通文件（regularfile）：就是一般存取的文件，由ls-al显示出来的属性中，第一个属性为[-]，例如[-rwxrwxrwx]。另外，依照文件的内容，又大致可以分为：1、纯文本文件（ASCII）：这是Unix系统中最多的