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1、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: 信息平安班 级： 姓 名： 指导老师： 报告时间： 2021年3月16日计算机科学与技术学院目录1程序设计目的12课程设计内容13内容一：掌握在Linux下编程环境13.1内容要求13.2实验环境13.3方案设计23.3.1 文件拷贝23.3.2 三个窗口显示进程结果23.4 调试与结果33.4.1 文件拷贝33.4.2 三个窗口显示进程结果53.5实验源代码53.5.1 文件拷贝53.4.2 三个窗口显示进程64内容二：添加系统调用104.1 内容要求104.2 实验环境104.3 方案设计104.4 调试与
2、结果114.5 测试源代码155 内容三：添加设备驱动165.1 内容要求165.2 实验环境165.3 方案设计165.3.1知识概述165.3.2具体设计176 内容四：系统监视器246.1 内容要求246.2 实验环境246.3 方案设计246.3.1 知识概述246.3.2具体设计256.4 实验截图337 课程设计心得体会601程序设计目的1） 掌握Linux操作系统的使用方法；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课程设计内容1） 掌握Linux操作系统的使用方法，包括键盘命令、系统调用；掌握在Linux下的编程环境。掌握系统调用的实现过程，通过
3、编译内核方法，增加一个新的系统调用。另编写一个应用程序，使用新增加的系统调用。2） 掌握增加设备驱动程序的方法。通过模块方法，增加一个新的设备驱动程序，其功能可以简单。3） 使用GTK/QT实现系统监控器。3内容一：掌握在Linux下编程环境3.1内容要求1） 编一个C程序，其内容为实现文件拷贝的功能(使用系统调用open/read/write.；2） 编一个C程序，其内容为分窗口同时显示三个并发进程的运行结果。要求用到Linux下的图形库。 (gtk/Qt)3.2实验环境编译器：GCC3.3方案设计3.3.1 文件拷贝 Linux 文件操作系统调用的常用函数有 open、read、write
4、，通过这三个系统调用函数就可以实现文件的拷贝。函数原型如下： int open(const char *pathname, int flag); ssize_t read(int fd, void *buf, size_t count); ssize_t write(int fd, const void* buf, size_t count); 首先用只读模式翻开源文件，即 flag=O_RDONLY，然后用 open 函数创立目标文件，flag=O_WRONLY|O_CREAT,S_IRUSR|S_IWUSR。用 read 函数每次从源文件读取 1024 字节的数据，然后用 write 函数
5、每次写入 1024 字节到目标文件，直到读取完毕。3.3.2 三个窗口显示进程结果 本次实验使用的图形库是跨平台的开发工具Qt。首先下载Qt的安装包并安装。 Qt安装完之后，先新建一个Qt控制台应用MAIN作为主进程，用于调用三个并发的子进程。在主进程的main函数中，使用fork创立三个子进程，假设进程创立成功即fork函数返回值等于0，那么使用execv函数进入对应的子进程get、copy、put。 主进程程序编写完成后，再新建三个Qt Widgets Application，分别作为三个子进程get、copy、put所实现的功能并不是拷贝。由于三个子进程窗口显示的内容形式一模一样，所以以
6、子进程get为例。get进程的窗口显示了一下四个内容：当前时间、子进程名称、子进程的pid和父进程MAIN的pid。用Qt的对象QDateTime获取系统当前时间，然后将时间转换成一个字符串写在一个QLabel类的实例中，然后将该实例添加至窗口；直接把当前进程名称写在一个标签上然后添加至窗口；使用getpid和getppid函数分别获取当前进程号和父进程号，然后调用sprintf把进程号转换成字符串类型之后写在标签上并添加至窗口即可。3.4 调试与结果3.4.1 文件拷贝将1.txt中的内容拷贝给2.txt，拷贝前如下：编译好测试程序之后，输入如下列图所示命令行：翻开文件1.txt以及2.tx
7、t查看实验结果，如下列图所示：3.4.2 三个窗口显示进程结果 主进程和三个子进程的程序全部编写完后，直接在Qt上编译运行。程序运行结果如下所示：3.5实验源代码3.5.1 文件拷贝#include #include #include #include #include #define SIZE 1024 int main(int argc,char *argv) int file1_fd,file2_fd; /文件描述符 int num_read,num_write; char bufferSIZE; if(argc!=3) fprintf(stderr,The format of comm
8、and must be %s filename1 filename2n,argv0); exit(1); /*翻开源文件*/ if(file1_fd=open(argv1,O_RDONLY)=-1) fprintf(stderr,%s open error:%sn,argv1,strerror(errno); exit(1); /*创立目标文件*/ if(file2_fd=open(argv2,O_WRONLY|O_CREAT,S_IRUSR|S_IWUSR)=-1) fprintf(stderr,%s open error:%sn,argv2,strerror(errno); exit(1)
9、; /*实现文件拷贝*/ while(num_read=read(file1_fd,buffer,sizeof(buffer)0) num_write=write(file2_fd,buffer,num_read); close(file1_fd); close(file2_fd); exit(0); 3.4.2 三个窗口显示进程主进程#include mainwindow.h#include #include #include #include #include #include int main(int argc, char *argv) QApplication a(argc, argv
10、); pid_t p1,p2,p3; if(p1 = fork() = 0) execv(/home/liuxvzhe/Documents/Untitled Folder/Process_A,NULL); else if(p2 = fork() = 0) execv(/home/liuxvzhe/Documents/Untitled Folder/Process_B,NULL); else if(p3 = fork() = 0) execv(/home/liuxvzhe/Documents/Untitled Folder/Process_C,NULL); waitpid(p1,NULL,0);
11、 waitpid(p2,NULL,0); waitpid(p3,NULL,0); MainWindow w; w.show(); return a.exec();子进程1#include mainwindow.h#include ui_mainwindow.h#include #include #include #include MainWindow:MainWindow(QWidget *parent) : QMainWindow(parent), ui(new Ui:MainWindow),sharememory1(share1) ui-setupUi(this); setWindowTi
12、tle(get); setWindowFlags(Qt:Dialog); move(0,0); resize(500,500); char str128,f_id128; sprintf(str,%d,getpid(); sprintf(f_id,%d,getppid(); ui-textBrowser-setText(get); ui-textBrowser_2-setText(str); ui-textBrowser_3-setText(f_id); QTimer *timer = new QTimer(this); connect(timer, SIGNAL(timeout(), this, SLOT(timerUpDate(); timer-start(1);MainWindow:MainWindow() delete ui;void MainWindow:timerUpDate() QDateTime time = QDateTime:currentDateTime(); QString str = time.toString(yyyy-MM-dd hh:mm:ss dddd); ui-labelCurDate-setText(str);
