苏州大学操作系统实验：PROC文件系统详解与操作实践

本篇文档是关于苏州大学操作系统课程实践中的PROC文件系统部分。PROC文件系统是Linux内核提供的一种特殊文件系统，它不是存储在磁盘上的常规文件系统，而是动态生成并驻留在内存中的，用于提供系统运行时信息的查看接口。该实验的主要目的是让学生深入理解并实践/proc文件系统的使用，包括以下几个关键知识点： 1. 实验目的： - 学习/proc文件系统的原理和应用，它是内核直接映射到内存的，提供了对系统内部数据的访问途径，如进程状态、内存使用情况、设备驱动信息等。 - 掌握如何使用/proc文件系统显示系统中的缺页状态，这对于理解和优化内存管理至关重要。 - 实践如何通过/proc获取超过一页的数据，这通常涉及读取和解析系统内部数据结构。 2. 实验内容与步骤： - /proc文件系统初始化函数分析：学生需要理解/proc文件系统是如何在启动时初始化的，以及它如何与内核的数据结构交互。 - 创建自定义/proc_example目录：学生需要在/proc目录下创建一个名为"proc_example"的目录，并在此目录下创建多个文件（如foo、bar、jiffies）以及一个符号链接（jiffies_too），以便熟悉/proc文件系统的目录结构和文件操作。 - 编写核心函数： - proc_dir_entry结构体：学生需要定义结构体指针来表示这些文件和链接，这涉及到对内核数据结构的理解。 - show()函数：该函数用于向seq_file显示当前内核时间和其他相关信息，展示了如何从内核空间获取数据并输出到用户空间。 - open()和write()函数：这两个函数是文件系统操作的核心，open函数用于打开文件，write函数处理文件写入请求。在write函数中，学生会学习如何接收用户空间传来的数据，将其复制到内核空间，并正确处理错误情况。 3. 实验结果与注意事项： - 在执行过程中，学生需要逐个步骤地记录和解释操作结果，以便理解和掌握/proc文件系统的工作机制。同时，需要注意正确处理函数返回值，如在write函数中，如果内存分配失败，需要返回ENOMEM错误代码。 这个实验不仅涉及到了操作系统底层的文件系统操作，还涵盖了内核数据结构和内存管理的知识。通过这个实践，学生可以增强对Linux内核运作的理解，并提升操作和调试系统的能力。