实验名称：proc文件系统的实现

实验日期：2021.7.8

班级：物联网193

姓名：潘峰浩

学号：1930110720

一、实验目的

• 掌握虚拟文件系统的实现原理；
• 实践文件、目录、文件系统等概念。

二、实验环境

• oslab虚拟环境
• 实验楼

三、实验内容

在 Linux 0.11 上实现 procfs（proc 文件系统）内的 psinfo 结点。当读取此结点的内容时，可得到系统当前所有进程的状态信息。例如，用 cat 命令显示 /proc/psinfo 的内容，可得到：

$cat /proc/psinfo pid state father counter start_time 0 1 -1 0 0 1 1 0 28 1 4 1 1 1 73 3 1 1 27 63 6 0 4 12 817 copy$ cat /proc/hdinfo total_blocks: 62000; free_blocks: 39037; used_blocks: 22963; ... copy procfs 及其结点要在内核启动时自动创建。 相关功能实现在 fs/proc.c 文件内。

四、实验过程及数据记录

• 先进行环境准备

• 修改include/sys/stat.h文件

• 对fs/namei.c文件中sys_mknod()函数进行修改，在其中增加关于proc文件系统的判断。

• 修改init/main.c文件 建立proc文件节点需要调用系统调用mkdir和mknod，因为在初始化时在用户态，不能直接调用，需要在初始化代码文件中实现这两个系统调用的接口。

• 修改fs/read_write.c文件

  • 修改fs/read_write.c，添加extern，表示proc_read函数是从外部调用的，使proc文件可读

  • 在sys_read函数中仿照其他if语句，加上S_IFPROC()的分支，添加对proc文件的proc_read()调用

• 新增fs/proc.c文件

• 修改fs/Makefile文件

• 进行make all编译并运行

五、实验问题分析

1、如果要求你在 psinfo 之外再实现另一个结点，具体内容自选，那么你会实现一个给出什么信息的结点？为什么？
答：内存使用信息情况。内存是整个系统中最重要的资源，系统运行靠内存支持，能及时了解内存的使用情况是非常重要并且有意义的。

2、一次 read() 未必能读出所有的数据，需要继续 read()，直到把数据读空为止。而数次 read() 之间，进程的状态可能会发生变化。你认为后几次 read() 传给用户的数据，应该是变化后的，还是变化前的？ + 如果是变化后的，那么用户得到的数据衔接部分是否会有混乱？如何防止混乱？ + 如果是变化前的，那么该在什么样的情况下更新 psinfo 的内容？
答：后几次read()传递给用户的数据应该是变化之前的，因为读完一部分数据之后，之前读取的进程状态信息可能已经改变了，那么读给proc_buf缓冲区的内容还是读之前的，所以可能导致读到的数据出现混乱。要防止混乱，可以将取到的进程信息保存在硬盘的一个文件中，从该文件中直接读取，不需要每次read都重新生成进程信息，读完一次后就将硬盘上文件删除。

六、实验心得

    这次实验是proc文件系统的实现，并不复杂，但是花了较长时间完成。实验过程中查阅了老师所发的参考文件以及各个技术网站。整个过程还算顺利。而通过这次实验我了解了虚拟文件系统的实现原理；掌握了实践文件、目录、文件系统等概念。收获很多，但是还需要加以理解，真正掌握。
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