Linux 修改文件系统并编译 5C

本学期刚学的操作系统,现在课程设计要求修改Linux内核,并对其中的ext4做修改
要求如下:
1.openSUSE desktop系统
2.ext4拿出来编译
3.read,write函数找到,在进行相关操作时在控制台输出信息,打印printk
4.用dmese方式(老师讲得太快,应该是这个意思)
之前一直没有接触过Linux,所以各种碰壁。
下载,编译内核相关知识已经自学完毕,但是在修改文件系统的时候出现了问题
1.老师对系统的选择我没有太多异议,而且适应了suse里的相关操作

2.已经在内核源代码(Linux-3.11-6-4)的/fs/ext4文件夹下找到了ext4系统的源代码,但是不知该如何下手

3.dmese方式并不是很理解,是不是记录类型的文件?

我自己设想的解决方案是这样
找到ext4中的相关函数,添加 SEQ_printf(····);
编译,加载内核
测试添加的语句是否能运行

希望前辈们指点一二,只要在老师要求的修改源码(read。write)关键的几步上点播一下就好了,剩下的我自己来,目前卡在找到相关的函数这里,源文件#include了好多,还有Linux的API,看不懂TAT

1个回答

《操作系统》课程设计报告
课程设计题目:操作系统课程设计 设计时间:2016/1/10
一、 课程设计目的与要求
需要完成的内容:
(1) 安装虚拟机:Vmware、Vmware palyer (free)(推荐)、Virtualbox(推荐)、VMLite、Xen、Virtuozzo、KVM
(2) 安装和使用Linux(推荐SUSE)(注意包含内核源码和内核开发工具等)
(3) Linux内核源代码配置和重编
(4) 找到VFS和一个具体文件系统的源代码(ext3或ext4)
(5) 读懂VFS和具体文件系统如何关联(如何体现virtual file switch)
(6) 找到具体文件系统的read或write函数,使用printk(使用方法和printf一样)向后台打印文件读写信息。(read或write函数选一个即可)
(7) 使用dmesg –c查看后台的输出。
可以附加的功能
(8) 复制ext3或ext4的源代码(注意与当前使用的文件系统有区别),修改Makefile文件,使用模块编译方式
(9) 修改ext3或ext4的源代码,实现新的文件系统。(至少需要修改文件系统的名称,最好能对文件写操作向系统后台打印出信息。)
(10) 动态加载和卸载新的文件系统。
二、 课程设计内容
(1) 安装虚拟机
(2) 安装和使用Linux
(3) Linux内核源代码配置和重编
(4) 提取并动态加载和卸载新的文件系统
三、 课程设计设备与环境
设备信息:PC

虚拟机:VM11

四、 设计正文(包括分析与设计思路、各模块流程图、带注释的主要算法源码、内核编译过程以及动态模块加载过程等,如有改进或者拓展,请重点用一小节进行说明)
(1) 安装虚拟机
(2) 安装和使用Linux(推荐SUSE)(注意包含内核源码和内核开发工具等)
安装OpenSUSE,并下载相近版本的内核源码

初始内核版本

下载的源代码包

(3) Linux内核源代码配置和重编
利用vmtools(虚拟机提供的可以在宿主机和虚拟机之间自由复制文件的工具)将内核源码包复制进虚拟机,解压到
/home/a123/linux-3.12.51

*因为分配的磁盘空间比较小,所以没有按照惯例把内核源码放在/usr/src目录下(如果放在这里,会出现空间不足的情况)
附:磁盘分配情况
/swap(交换分区) 2.4G
/(根目录) 11G
/home(用户目录) 13G

解压好的内核源码文件在编译前需要稍作修改(6),并且缺乏一个config文件告诉编译器编译哪些功能。
Config文件可以用make menuconfig命令生成,但是需要自己选择相应的功能,太过复杂,这里有一个简便的方法
因为下载的内核源码是相近的版本,所以可以使用现有版本的config文件,该文件在/boot目录下
使用cp /boot/config-3.11.6-4-desktop .config命令将此文件复制过来

注意:应当在内核所在的文件目录下使用此命令
复制成功

执行 make menuconfig命令,进入选择界面,直接保存退出即可
虽然新版本的Linux可以直接执行make一步完成所有的编译工作,但此次课程设计仍然采用以前的编译的方式
1. 执行 make bzImage命令——编译压缩的内核
编译完成

  1. 执行 make modules命令——编译模块

  2. 执行 make modules_install命令——安装模块

注:

在make menuconfig时我在General setup中把版本号改过
4. 执行 make install命令——安装新内核
5. Reboot重启

说明内核修改安装完毕,成功
(4) 找到VFS和一个具体文件系统的源代码(ext3或ext4)
VFS:虚拟文件系统,顾名思义。它为应用程序员提供一层抽象,屏蔽底层各种文件系统的差异。Linux的文件系统采用面向对象的方式设计,这使得Linux的文件系统非常容易扩展,我们可以非常容易将一个新的文件系统添加到Linux中。
在此主要对象之一super_block
位于中

代码量巨大,此为部分代码
Ext4在fs文件夹下的ext4文件夹内

此处打开file.c
用vim打开file.c
部分代码如下

(5) 读懂VFS和具体文件系统如何关联(如何体现virtual file switch)
在(4)中已经提到,VFS是C语言写的一个面向对象的设计,比如我们要调用alloc_inode方法:
sb->s_op->alloc_inode(sb)。
这里与面向对象语言的差别是,面向对象语言里实例方法可以访问到this,这样就可以访问到自身的所有成员,但是在C里却做不到,所以需要将自身作为参数传入到函数中、
图一表示了对文件写操作的调用过程

(6) 找到具体文件系统的read或write函数,使用printk(使用方法和printf一样)向后台打印文件读写信息。(read或write函数选一个即可)
因为Linux系统对文件的操作是通过函数调用来实现的,所以在此我修改的是vfs这一层,找到fs,目录下的read_write.c并打开
找到do_sync_read函数,在其返回前加入printk语句

(7) 使用dmesg –c查看后台的输出。

(8) 复制ext3或ext4的源代码(注意与当前使用的文件系统有区别),修改Makefile文件,使用模块编译方式

(9) 修改ext3或ext4的源代码,实现新的文件系统。(至少需要修改文件系统的名称,最好能对文件写操作向系统后台打印出信息。)

使其在加载和卸载的时候能够printk到buffer缓冲中
(10) 动态加载和卸载新的文件系统。
使用insmod语句加载
使用lsmod语句加载

加载成功
接下来使用dmesg 查看缓冲区内容

成功
接下来使用rmmod语句卸载模块

成功
五、 课程设计结果及分析
课程设计结果:成功
分析:Linux文件系统使用了面向对象的设计方法,保证了其对用户的透明,VFS层实现了系统与文件系统的无关性,增加了系统对不同文件系统的兼容性。
六、 总结与进一步改进设想
总结:
1.编译内核的时候,可以使用make XXX –j8
这样可以开启多线程编译(我的虚拟机分配的是8核心),加快编译速度
2.printk语句我写的是printk(”””DoingRead”);
本意是利用printk的优先级,将其输出到用户态的控制台,结果语法错误,并没有输出到控制台
改进设想:
修改的文件前加上语句,实现对控制台的输出
#define KERN_EMERG 0(因为缺少这个宏,导致系统并没有理解我的0是什么意思)
七、 答辩(或汇报)记录(包括问题和答案,每个人不少于3个)
1. 显示内核版本

  1. 使用dmesg –c命令

  2. 加载新模块

八、 参考文献
1. 鸟哥的Linux私房菜
2. 百度百科:printk概述
http://baike.baidu.com/link?url=Kv5e2xb9thGENkIvSQmjpkYb8kbKoNvEhmt2oICTmDAn0wj2YADVf8dsrzBtz2fRt0uwa_3joQ-o40wKwwL68a
3. Linux虚拟文件系统(VFS)
http://www.cnblogs.com/yuyijq/archive/2013/02/24/2923855.html
4. LinuxEXT4文件系统分析
http://wenku.baidu.com/link?url=Wi-vyrROUIJqRk4eSsuwOwRe0Sf-ydXamWNR0H2HCrN9CPHJg80lXpu0Gi_ZGT-X5yKnknl86ooHdckHhJxybmyBR2szWsPDOV0IPJ6fJXO

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2020阿里全球数学大赛:3万名高手、4道题、2天2夜未交卷

阿里巴巴全球数学竞赛( Alibaba Global Mathematics Competition)由马云发起,由中国科学技术协会、阿里巴巴基金会、阿里巴巴达摩院共同举办。大赛不设报名门槛,全世界爱好数学的人都可参与,不论是否出身数学专业、是否投身数学研究。 2020年阿里巴巴达摩院邀请北京大学、剑桥大学、浙江大学等高校的顶尖数学教师组建了出题组。中科院院士、美国艺术与科学院院士、北京国际数学...

为什么你不想学习?只想玩?人是如何一步一步废掉的

不知道是不是只有我这样子,还是你们也有过类似的经历。 上学的时候总有很多光辉历史,学年名列前茅,或者单科目大佬,但是虽然慢慢地长大了,你开始懈怠了,开始废掉了。。。 什么?你说不知道具体的情况是怎么样的? 我来告诉你: 你常常潜意识里或者心理觉得,自己真正的生活或者奋斗还没有开始。总是幻想着自己还拥有大把时间,还有无限的可能,自己还能逆风翻盘,只不是自己还没开始罢了,自己以后肯定会变得特别厉害...

男生更看重女生的身材脸蛋,还是思想?

往往,我们看不进去大段大段的逻辑。深刻的哲理,往往短而精悍,一阵见血。问:产品经理挺漂亮的,有点心动,但不知道合不合得来。男生更看重女生的身材脸蛋,还是...

为什么程序员做外包会被瞧不起?

二哥,有个事想询问下您的意见,您觉得应届生值得去外包吗?公司虽然挺大的,中xx,但待遇感觉挺低,马上要报到,挺纠结的。

当HR压你价,说你只值7K,你该怎么回答?

当HR压你价,说你只值7K时,你可以流畅地回答,记住,是流畅,不能犹豫。 礼貌地说:“7K是吗?了解了。嗯~其实我对贵司的面试官印象很好。只不过,现在我的手头上已经有一份11K的offer。来面试,主要也是自己对贵司挺有兴趣的,所以过来看看……”(未完) 这段话主要是陪HR互诈的同时,从公司兴趣,公司职员印象上,都给予对方正面的肯定,既能提升HR的好感度,又能让谈判气氛融洽,为后面的发挥留足空间。...

面试:第十六章:Java中级开发

HashMap底层实现原理,红黑树,B+树,B树的结构原理 Spring的AOP和IOC是什么?它们常见的使用场景有哪些?Spring事务,事务的属性,传播行为,数据库隔离级别 Spring和SpringMVC,MyBatis以及SpringBoot的注解分别有哪些?SpringMVC的工作原理,SpringBoot框架的优点,MyBatis框架的优点 SpringCould组件有哪些,他们...

面试阿里p7,被按在地上摩擦,鬼知道我经历了什么?

面试阿里p7被问到的问题(当时我只知道第一个):@Conditional是做什么的?@Conditional多个条件是什么逻辑关系?条件判断在什么时候执...

Python爬虫,高清美图我全都要(彼岸桌面壁纸)

爬取彼岸桌面网站较为简单,用到了requests、lxml、Beautiful Soup4

差点跪了...

最近微信又搞出了一个大利器,甚至都上了热搜,当然消息最敏捷的自媒体人,纷纷都开通了自己的视频号。01 视频号是什么呢?视频号是微信体系内的短视频,它不同...

面试了一个 31 岁程序员,让我有所触动,30岁以上的程序员该何去何从?

最近面试了一个31岁8年经验的程序猿,让我有点感慨,大龄程序猿该何去何从。

Vue回炉重造之router路由(更新中)

你好,我是Vam的金豆之路,可以叫我豆哥。2019年年度博客之星、技术领域博客专家。主要领域:前端开发。我的微信是 maomin9761,有什么疑问可以加我哦,自己创建了一个微信技术交流群,可以加我邀请你一起交流学习。最后自己也创建了一个微信公众号,里面的文章是我自己精挑细选的文章,主要介绍各种IT新技术。欢迎关注哦,微信搜索:臻美IT,等你来。 欢迎阅读本博文,本博文主要讲述【】,文字通...

大三实习生,字节跳动面经分享,已拿Offer

说实话,自己的算法,我一个不会,太难了吧

程序员垃圾简历长什么样?

已经连续五年参加大厂校招、社招的技术面试工作,简历看的不下于万份 这篇文章会用实例告诉你,什么是差的程序员简历! 疫情快要结束了,各个公司也都开始春招了,作为即将红遍大江南北的新晋UP主,那当然要为小伙伴们做点事(手动狗头)。 就在公众号里公开征简历,义务帮大家看,并一一点评。《启舰:春招在即,义务帮大家看看简历吧》 一石激起千层浪,三天收到两百多封简历。 花光了两个星期的所有空闲时...

Java岗开发3年,公司临时抽查算法,离职后这几题我记一辈子

前几天我们公司做了一件蠢事,非常非常愚蠢的事情。我原以为从学校出来之后,除了找工作有测试外,不会有任何与考试有关的事儿。 但是,天有不测风云,公司技术总监、人事总监两位大佬突然降临到我们事业线,叫上我老大,给我们组织了一场别开生面的“考试”。 那是一个风和日丽的下午,我翘着二郎腿,左手端着一杯卡布奇诺,右手抓着我的罗技鼠标,滚动着轮轴,穿梭在头条热点之间。 “淡黄的长裙~蓬松的头发...

大胆预测下未来5年的Web开发

在2019年的ReactiveConf 上,《Elm in Action》的作者Richard Feldman对未来5年Web开发的发展做了预测,很有意思,分享给大家。如果你有机会从头...

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