嵌入式操作系统课程设计实验报告

计算机科学与技术学院操作系统课程设计实验报告 U华中科技大学嵌入式操作系统课程设计实验报告院系: 计算机科学与技术学院专业: 物联网班级： 1102姓名：吴斌报告时间： 2014-06-25__________________________第1页 /共18页计算机科学与技术学院目录1.课程设计目的 (3)2.课程设计环境搭建 (3)3.内容一：熟悉和理解Linux编程环境(1)内容要求 (4)(2)计过程及实现 (4)4.内容三：掌握添加设备驱动程序的方法（1）内容要求 (7)（2）设计过程及实现 (7)5.课设感想 (12)计算机科学与技术学院操作系统课程设计实验报告 U实验内容1 .课程设计目的（1）掌握Linux操作系统的使用方法；__________________________第3页 /共18页（2）了解Linux系统内核代码结构；（3）掌握实例操作系统的实现方法。

2 .课程设计环境搭建（1）安装linux（2）更改root登录：在现阶段Ubuntu的系统中，是不允许直接以root身份登录系统的，但是在做课设的过程中，需要大量的使用root权限来进行命令的操作。

如果以普通用户登录ubuntu，会连编辑一个文件都非常周折。

为此，我找到了一种修改系统文件，以达到直接使用root身份登录的方法：◎开始的时候，只能以普通用户登录，用Ctrl+Alt+T打开终端：初始化/修改root密码sudo passwd root用vi编辑器修改这个文件：sudo vi /etc/lightdm/lightdm.conf在文件最后加入这么一行代码：greeter-show-manual-login=true然后保存退出，sudo reboot 重启系统。

之后就可以输入root用户登录。

（3）在添加系统调用中用到的其他内核包：◎下载和当前实验环境最为接近的系统版本（这点很重要）计算机科学与技术学院操作系统课程设计实验报告 U使用apt-get install linux-source-3.0.0 命令，◎下载结果是linux-source-3.0.0.tar.bz2◎解压命令：tar –xjvf linux-source-3.0.0.tar.bz2 –C /usr/src◎解压后，在/usr/src目录下得到内核文件夹linux-source-3.0.0（4）在调用linux图形库时需要安装GTK环境：◎安装gcc/g++/gdb/make 等基本编程工具apt-get install build-essentialTip：如果提示由于依赖项不能安装，需要使用apt的强化版aptitude，这个工具可以自动分析软件包依赖，系统一般不自带，需要先安装，具体过程是：apt-get install aptitudeaptitude install build-essentialaptitude这个工具很强大，对于解决软件包安装时的依赖问题很有帮助。

◎安装 libgtk2.0-dev libglib2.0-dev 等开发相关的库文件：apt-get install gnome-core-devel◎安装GTK核心组件：apt-get install libgtk2.0-dev这个安装完成后，GTK环境就基本搭建成功，网上有些教程说要安装其他配置文件，经我亲测，发现只要安装libgtk2.0-dev这个包就能搞定。

__________________________第5页 /共18页3.熟悉和理解Linux编程环境（1）实验内容：实现三个进程之间的并发程序：（2）计过程及实现：这里需要用到课程实验时的fork( )程序以及GTK的图形显示。

①基本fork（）程序，调用显三个进程的结构如下：#include <stdio.h>#include <unistd.h>#include <sys/types.h>#include <sys/wait.h>void main(int argc,char argv[]){pid_t p1,p2,p3;pid_t t1,t2,t3;int status;if ((p1=fork()) == 0){/*创建第一个子进程*/execv("./pa",argv);}else if ((p2=fork()) == 0) {/*创建第二个子进程*/execv("./pb",argv);}else if((p3=fork()) == 0){/*创建第三个子进程*/计算机科学与技术学院操作系统课程设计实验报告 Uexecv("./pc",argv);}else{t1=waitpid(p1,&status,0);t2=waitpid(p2,&status,0);t3=waitpid(p3,&status,0);}}②调用GTK显示窗体函数模块的结构：void show(int argc,char *argv[ ],char *title ) {gtk_init (&argc, &argv); //初始化工具包并且获取命令行参数;window = gtk_window_new (GTK_WINDOW_TOPLEVEL); //创建新的窗口;//设定窗口的位置;gtk_window_set_position(GTK_WINDOW(window), GTK_WIN_POS_CENTER);//监听窗口的destroy事件;g_signal_connect (G_OBJECT (window),"destroy", G_CALLBACK (destroy_progress), NULL);gtk_window_set_title (GTK_WINDOW (window), title);//用来设定更改窗口标题;__________________________第7页 /共18页gtk_container_set_border_width (GTK_CONTAINER (window), 20);//设定宽度;//使用gtk_vbox_new函数建立纵向组装盒;//为了显示构件，必须将构件放入组装盒中,并将组装盒放在窗口内;vbox = gtk_vbox_new (FALSE, 10);gtk_container_set_border_width (GTK_CONTAINER (vbox), 100);//设定宽度;gtk_container_add (GTK_CONTAINER (window), vbox);gtk_widget_show (vbox);//使用gtk_box_pack_start函数将构件放到组装盒中;sprintf (id_char, "%s ,My ID:%d", title,getpid ()); //显示PID号label = gtk_label_new (id_char);gtk_box_pack_start (GTK_BOX (vbox), label, FALSE, FALSE, 10);gtk_widget_show (label);sprintf (id_char, "父进程ID:%d", getppid ()); //显示PPID号label = gtk_label_new (id_char);gtk_box_pack_start (GTK_BOX (vbox), label, FALSE, FALSE, 10);gtk_widget_show (label);button = gtk_button_new_with_label ("close"); //关闭窗口按钮//信号登记函数,监听按钮的clicked事件。

//当窗口clicked时， gtk_widget_destroy 就会被调用。

计算机科学与技术学院操作系统课程设计实验报告 U//而gtk_widget_destroy 函数又调用gtk_main_quit() 结束程序运行。

g_signal_connect_swapped (G_OBJECT (button), "clicked", G_CALLBACK (gtk_widget_destroy), window);gtk_box_pack_start (GTK_BOX (vbox), button, FALSE, FALSE, 10);GTK_WIDGET_SET_FLAGS (button, GTK_CAN_DEFAULT);gtk_widget_grab_default (button);//函数显示窗口中的组件gtk_widget_show (button);gtk_widget_show (window);//准备将窗口和所有的组件显示在屏幕上，函数必须在GTK程序的最后调用.gtk_main ();}③编译代码main.c，运行；编译命令为：gcc -o a main.c `pkg-config --cflags --libs gtk+-2.0`程序运行结果如下图3-3所示：__________________________第9页 /共18页4.内容三：掌握添加设备驱动程序的方法1 内容要求（1）采用模块方法，添加一个新的设备驱动程序。

（2）要求添加字符设备的驱动。

（3）编写一个应用程序，测试添加的驱动程序2 设计过程及实现（1）Linux内核中的设备驱动程序是一组常驻内存的具有特权的共享库，是低级硬件处理例程。

对用户程序而言，设备驱动程序隐藏了设备的具体细节，对各种不同设备提供了一致的接口，一般来说是把设备映射为一个特殊的设备文件，用户程序可以象对其它文件一样对此设备文件进行操作。

Linux支持3种设备：字符设备、块设备和网络设备。

设备由一个主设备号和一个次设备号标识。

主设备号唯一标识了设备类型，即设备驱动程序类型，它是块设备表或字符设备表中设备表项的索引。

次设备号计算机科学与技术学院操作系统课程设计实验报告 U仅由设备驱动程序解释,一般用于识别在若干可能的硬件设备中，I/O请求所涉及到的那个设备。

一个典型的驱动程序,大体上可以分为这么几个部分:①注册设备：在系统初启,或者模块加载时候,必须将设备登记到相应的设备数组,并返回设备的主设备号；②定义功能函数：对于每一个驱动函数来说，都有一些和此设备密切相关的功能函数。

以最常用的块设备或者字符设备来说，都存在着诸如 open()、read()这一类的操作。