Linux实验：proc文件系统与进程状态监控

本篇实验报告主要涉及的是大学操作系统实验中的第八个任务，即在Linux 0.11环境中实现proc文件系统的procfs部分。实验目标是让学生深入理解虚拟文件系统(VFS)的实现原理，并通过实践操作来掌握文件、目录和文件系统等相关概念。 实验内容的核心是创建一个名为psinfo的节点，该节点在读取时会提供系统中当前所有进程的状态信息。在这个过程中，学生需要完成以下几个关键步骤： 1. 增加新的文件类型：为procfs添加新的文件类型，以便系统能够识别和处理psinfo节点。 2. 修改`mknod()`函数：扩展其功能，使其支持新创建的psinfo文件类型。 3. 修改初始化函数：更新系统初始化函数，确保在加载proc文件系统时正确初始化psinfo节点。 4. 修改`sys_read()`函数：增加针对psinfo的处理分支，根据用户的请求读取并返回相应数据。 5. 定义proc文件的处理函数：编写函数来解析和展示进程状态信息，例如PID、PPID、状态、优先级等。 实验指导指出，需要注意S_IFPROC()应该改为S_ISPROC()，这是关于权限标志的一个修正。 若需要扩展实验内容，学生可以选择实现一个额外的节点，例如hdinfo，它将显示CPU、内存和硬盘的利用率。为了与Windows的任务管理器中的性能页相似，这个节点旨在帮助用户实时监控系统资源使用情况。 在处理用户请求时，一次read()可能无法获取全部数据，因此需要多次调用read()直到数据读取完毕。在这种情况下，后几次read()返回的数据应该是变化前的，因为用户希望看到的是进程在读取时的状态。为了避免数据衔接部分出现混乱，可以采用以下策略： - 使用文件指针和缓冲区：在每次read()之前检查缓冲区，如果数据已满且文件指针未指向文件末尾，则从文件重新读取；如果缓冲区未满或者文件指针已到末尾，则仅返回当前缓存的数据。 - 只有在文件指针回到0（表示文件结束）时，才重新获取最新的进程状态信息。 总结来说，这个实验让学生不仅熟悉了VFS的实现，还锻炼了他们对进程管理、文件系统操作和数据同步的理解，有助于提升对操作系统底层工作的洞察力。