7.2小组整合思路
题目1与题目4存在的共同点是：在进行内核的编译之前需要修改内核中的文件。题目2与题目3存在的共同点是：需要编译内核，在编译完成的新内核进行模块的编译。而题目5完全不涉及内核。
因此，整合的总体流程如下：首先修改内核源码文件中涉及到题目1与题目4的部分。接下来，进行长达1~2小时的编译内核、编译模块与安装新内核。然后，进入新的内核，传入题目2与题目3涉及到的源代码文件，安装并卸载相应的模块进行测试。最后，编译并测试题目5涉及到的源代码。
在本文的章节四中，本小组已经事先统一了用同一个版本的Linux发行版与同一个版本的Linux内核源码。因此，整合的过程得到了一定的简化。
题目1涉及到的内核源码的文件包括：
arch/x86/entry/syscalls/syscall_64.tbl
kernel/sys.c
include/linux/syscalls.h
题目4涉及到的内核源码的文件包括：
arch/x86/mm/fault.c
include/linux/mm.h
kernel/kallsyms.c
在替换了这6个文件后，按第四章节的流程操作，对内核进行重新编译。
进入新的内核。
在新的内核中，题目1需要使用程序对内核进行测试。
题目2涉及到的文件包括：super.c、sysfs.c、file.c、Makefile。将这4个文件放在同一个目录下，进行模块编译。
题目3涉及到的文件包括：zombotany_blkdev.c、Makefile。将这2个文件放在同一个目录下，进行模块编译。
题目4涉及到的文件包括：readpfcount.c、Makefile。将这2个文件放在同一个目录下，进行模块编译。利用模块的形式，对缺页中断次数进行了测试。
题目5涉及到的文件包括：share.c、read.c。这2个文件不涉及也不调用内核。在这2个文件中，就可以加入题目1设计到的系统调用。例如，可以系统调用，计算当前图书馆内已有人数的三次方。如图29所示。可以用gcc -c share.c -o share.out 和gcc -c read.c -o read.out直接编译运行。
其余运行结果不再贴图赘述。
7.3编译新内核时遇到的问题与解决思路
因为在完成个人的题目时，反复编译了内核，所以在整合小组工作并重新编译时出现了boot分区不够的情况，不能在boot分区安装新内核，如图30所示。运行df -hl，发现boot分区只开了300M,且空间即将耗尽。所以，在安装新内核之前需要先对boot分区进行扩容。
首先关机，创建新的磁盘，重新开机后将/boot分区取消挂载。对新的磁盘(nvme0n2)分区，执行命令fdist /dev/nvme0n2，创建一个新分区，全部采取默认选项。
运行lsblk命令，查看新磁盘的新分区。对新分区进行格式化 mkfs.ext4 /dev/nvme0n2p1
将旧内核复制到boot_old文件夹（cp -r /boot/ /boot_old），备份旧内核中的文件。之后，把boot分区挂载回来，挂载到新分区。mount /dev/nvme-n2p1 /boot。在挂载完成后，再把boot_old的备份文件复制回来。cp -r /boot_old/. /boot
将永久挂载写入到/etc/fstab里。先执行blkid查看所有分区的uuid。如图33。
打开/etc/fstab，找到nvme0n2p1的分区填入。加入记录：
UUID=5b624350-9fce-495d-934e-650f62cfe189 ext4 /boot defaults 0 1
保存并退出后更新挂载信息。mount -a后lsblk。可以看到，/boot分区被挂载到了有20GB的新磁盘上。
重新挂载/boot分区后，重新make install安装内核模块。但是，还需要运行grub2-mkconfig -o /boot/grub2/grub.cfg更新引导文件。否则，会出现如下情况：在旧内核中，/boot分区被正确地识别到并挂载到nvme0n2p1分区，但在新内核找不到/boot。更新引导文件后，新内核也能找到/boot分区。再次重启虚拟机，终于可以成功进入新内核。编译新内核时可能遇到的/boot分区不足的情况被通过这种办法成功得以解决。
编译安装新内核过程中还可能遇到的情况如图35：客户机操作系统已禁用CPU。此问题解决办法较为简单：在物理机开机时按f12进入bios，在bios中设置允许虚拟机。若已经设置允许虚拟机，则需要关掉windows defender或腾讯电脑管家或360。当虚拟机占用主机过多资源时就有可能也会出现该情况。
参考文献
[1] https://blog.csdn.net/cxy_chen/article/details/80998510
[2] https://blog.csdn.net/wys7250578/article/details/9045237
[3] https://blog.csdn.net/skywalker_123/article/details/102587813
[4]https://blog.csdn.net/m0_46362426/article/details/118879627
[5]https://forums.pvpgn.pro/viewtopic.php?id=2226
[6]https://stackoverflow.com/questions/61590926/how-to-install-gcc-g-9-on-centos-8-docker-centoslatest
[7]https://communities.vmware.com/t5/VMware-Workstation-Pro/Update-to-Workstation-14-1-2-fails-and-destroys-existing/td-p/2735925
源程序清单
Makefile
ifeq ($(KERNELRELEASE),) KDIR := /lib/modules/$(shell uname -r)/build PWD := $(shell pwd) modules: $(MAKE) -C $(KDIR) M=$(PWD) modules modules_install: $(MAKE) -C $(KDIR) M=$(PWD) modules_install clean: rm -rf *.o *.ko .depend *.mod.o *.mod.c Module.* modules.* .PHONY:modules modules_install clean else obj-m := zombotany_blkdev.o endif
zombotany_blkdev.c
#include <linux/module.h> #include <linux/blkdev.h> #define SIMP_BLKDEV_DISKNAME "zombotany_blkdev"//设备名称 #define SIMP_BLKDEV_DEVICEMAJOR COMPAQ_SMART2_MAJOR //主设备号 #define SIMP_BLKDEV_BYTES (256*1024*1024) // 块设备大小为256MB #define SECTOR_SIZE_SHIFT 9//9个扇区 static struct gendisk * zombotany_blkdev_disk;// gendisk结构表示一个简单的磁盘设备 static struct block_device_operations zombotany_blkdev_fops = { .owner = THIS_MODULE,//设备主体 }; static struct request_queue * zombotany_blkdev_queue;//指向块设备请求队列的指针 unsigned char zombotany_blkdev_data[SIMP_BLKDEV_BYTES];// 虚拟磁盘块设备的存储空间 //请求处理函数 static void zombotany_blkdev_do_request(struct request_queue *q){ struct request *req;// 正在处理的请求队列中的请求 struct bio *req_bio;// 当前请求的bio struct bio_vec *bvec;// 当前请求的bio的段(segment)链表 char *disk_mem; // 需要读/写的磁盘区域 char *buffer; // 磁盘块设备的请求在内存中的缓冲区 while((req = blk_fetch_request(q)) != NULL){//得到请求 // 判断当前请求是否合法 if((blk_rq_pos(req)<<SECTOR_SIZE_SHIFT) + blk_rq_bytes(req) > SIMP_BLKDEV_BYTES){//判断地址是否越界访问 printk(KERN_ERR SIMP_BLKDEV_DISKNAME":bad request:block=%llu, count=%u\n",(unsigned long long)blk_rq_pos(req),blk_rq_sectors(req));//越界访问了，则输出 blk_end_request_all(req, -EIO); continue;//获取下一请求 } //获取需要操作的内存位置 disk_mem = zombotany_blkdev_data + (blk_rq_pos(req) << SECTOR_SIZE_SHIFT); req_bio = req->bio;// 获取当前请求的bio switch (rq_data_dir(req)) { //判断请求的类型 case READ: // 遍历req请求的bio链表 while(req_bio != NULL){ // for循环处理bio结构中的bio_vec结构体数组（bio_vec结构体数组代表一个完整的缓冲区） for(int i=0; i<req_bio->bi_vcnt; i++){ bvec = &(req_bio->bi_io_vec[i]); buffer = kmap(bvec->bv_page) + bvec->bv_offset; memcpy(buffer, disk_mem, bvec->bv_len);//把内存中数据复制到缓冲区 kunmap(bvec->bv_page); disk_mem += bvec->bv_len; } req_bio = req_bio->bi_next;//请求链表下一个项目 } __blk_end_request_all(req, 0);//被遍历完了 break; case WRITE: while(req_bio != NULL){ for(int i=0; i<req_bio->bi_vcnt; i++){ bvec = &(req_bio->bi_io_vec[i]); buffer = kmap(bvec->bv_page) + bvec->bv_offset; memcpy(disk_mem, buffer, bvec->bv_len);//把缓冲区中数据复制到内存 kunmap(bvec->bv_page); disk_mem += bvec->bv_len; } req_bio = req_bio->bi_next;//请求链表下一个项目 } __blk_end_request_all(req, 0);//请求链表遍历结束 break; default: /* No default because rq_data_dir(req) is 1 bit */ break; } } } //模块入口函数 static int __init zombotany_blkdev_init(void){ int ret; //添加设备之前，先申请设备的资源 zombotany_blkdev_disk = alloc_disk(1); if(! zombotany_blkdev_disk){ ret = -ENOMEM; goto err_alloc_disk; } //设置设备的有关属性(设备名，设备号，fops指针 strcpy( zombotany_blkdev_disk->disk_name,SIMP_BLKDEV_DISKNAME); zombotany_blkdev_disk->major = SIMP_BLKDEV_DEVICEMAJOR; zombotany_blkdev_disk->first_minor = 0; zombotany_blkdev_disk->fops = & zombotany_blkdev_fops; //将块设备请求处理函数的地址传入blk_init_queue函数，初始化一个请求队列 zombotany_blkdev_queue = blk_init_queue( zombotany_blkdev_do_request, NULL); if(! zombotany_blkdev_queue){ ret = -ENOMEM; goto err_init_queue; } zombotany_blkdev_disk->queue = zombotany_blkdev_queue; //初始化扇区数 set_capacity( zombotany_blkdev_disk, SIMP_BLKDEV_BYTES>>9); //入口处添加磁盘块设备 add_disk( zombotany_blkdev_disk); return 0; err_alloc_disk: return ret; err_init_queue: return ret; } //模块的出口函数 static void __exit zombotany_blkdev_exit(void){ // 释放磁盘块设备 del_gendisk( zombotany_blkdev_disk); // 释放申请的设备资源 put_disk( zombotany_blkdev_disk); // 清除请求队列 blk_cleanup_queue( zombotany_blkdev_queue); } module_init( zombotany_blkdev_init);// 声明模块的入口 module_exit( zombotany_blkdev_exit);// 声明模块的出口
