Linux内核编译与系统调用实现

"这篇资源是华中科技大学操作系统课程设计的一部分，主要讲解了如何编译Linux内核并生成核心映像，以及与操作系统相关的实践任务，包括编写C程序、添加系统调用、驱动程序和模拟文件系统等。" 在操作系统的课程设计中，学生将深入学习Linux操作系统的使用和内部工作原理。以下是关键知识点的详细说明： 1. **编译内核**：编译内核是修改或定制内核以适应特定需求的过程。首先，通过`bzip2 -d`解压`.tar.bz2`文件，然后使用`tar xvf`解压Linux源代码。进入源代码目录后，执行`make menuconfig`生成内核配置文件`.config`，接着执行`make bzImage`来编译内核，生成bzImage文件，最后将内核映像复制到`/boot`目录下，如`/boot/vmlinuz-2.6.6`。 2. **系统调用**：系统调用是用户空间程序与操作系统交互的接口。学生被要求编写C程序，使用系统调用`open`、`read`和`write`实现文件拷贝功能，以及创建使用图形库（如gtk/Qt）的并发进程分窗口显示程序。 3. **增加新的系统调用**：这涉及到理解内核源码结构，添加新的系统调用函数，并在内核编译后使用新内核启动。学生需实现一个应用，使用新增的系统调用，如文件拷贝或P、V操作（用于同步原语）。 4. **设备驱动程序**：通过模块方式增加设备驱动，例如实现一个简单的字符设备驱动。这需要理解Linux内核模块的编译和加载机制，以及设备驱动的基本原理。 5. **系统监控器**：利用GTK/QT库，设计并实现一个图形界面的系统监控器，监控系统状态，如CPU使用率、内存占用等。这需要熟悉/proc文件系统，它提供了查看和控制内核状态的接口。 6. **模拟文件系统**：基于大文件模拟磁盘，建立文件系统管理数据结构，并实现基本的文件和目录操作。这涉及文件系统的概念，如i节点、目录项等，以及文件操作的实现。 实验环境通常包括Windows上的Linux虚拟机或者单独的Linux分区，推荐使用Fedora、Ubuntu等特定版本。此外，熟悉Linux根文件系统目录结构至关重要，如`/dev`用于设备文件，`/etc`存储配置文件，`/lib`包含共享库，而`/usr`则包含应用程序和开发所需的头文件及库。 这个课程设计涵盖了操作系统的核心概念和实践技能，旨在帮助学生深入了解Linux操作系统的运作机制，并提升实际操作能力。