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Minix2.0源代码组织与公用头文件

By Wu Yudong on November 22, 2016

Minix2.0操作系统的源代码由两个目录组成:include/目录和src/目录

include/目录包含了操作系统所有的头文件(即.h文件)

src/目录下包含了操作系统所有的源文件(.c或.s文件)

头文件的组织结构为:

include/  目录包含了许多符合POSIX标准的头文件,它又包含三个子目录:

sys/ — 目录下包含POSIX标准头文件;

minix/ — MINIX操作系统定义的头文件

ibm/ — 包含IBM PC特有定义的头文件

net/ — 支持网络扩展

主控头文件

编译用户程序时可能用到的头文件放在 include/ 目录下;而传统上 include/sys/目录放那些编译系统程序和公用程序所用的头文件。这种规定并不是绝对的,而且一个典型的编译过程 - 无论是编译用户程序还是编译操作系统的一部分,将同时包含这两者下边的文件。这里我们要讨论编译标准的MINIX系统所用到的文件,先看 include/ 目录,再看
include/sys/ 目录。

首先考虑的是真正通用的头文件,它们不直接被任何C源文件引用,而是被别的头文件包含。主控头文件 src/kernel/kernel.h,src/mm/mm.h 及 src/fs/fs.h 分别对应MINIX的三个主要部分,而这三部分必定包含在MINIX的每一个编译版本中。 每个头文件都根据MINIX系统相应部分的需要进行剪裁,但每个文件都含有一个如下所示的起始部分:

/* This is the master header for the kernel.  It includes some other files
 * and defines the principal constants.
 */
#define _POSIX_SOURCE      1    /* tell headers to include POSIX stuff */
#define _MINIX             1    /* tell headers to include MINIX stuff */
#define _SYSTEM            1    /* tell headers that this is the kernel */

/* The following are so basic, all the *.c files get them automatically. */
#include <minix/config.h>    /* MUST be first */   
#include <ansi.h>        /* MUST be second */  
#include <sys/types.h>
#include <minix/const.h>
#include <minix/type.h>
#include <minix/syslib.h>

#include <string.h>
#include <limits.h>
#include <errno.h>

#include "const.h"
#include "type.h"
#include "proto.h"
#include "glo.h"

本文地址:http://wuyudong.com/2016/11/22/3086.html,转载请注明出处。

源文件的组织形式为:

src/kernel/目录存放着MINIX操作系统第一层(进程管理)和第二层(设备管理)的源代码;

src/mm/目录存放着MINIX操作系统第三层中内存管理子系统的源代码;

src/fs目录下存放着MINIX操作系统第三层中文件管理系统的源代码;

src/lib目录下存放着MINIX操作系统使用的库例程源代码(e.g. open,read);

src/tools目录下存放着init源程序,用于启动Minix;

src/boot目录下存放着启动和安装MINIX操作系统的源代码


minix OS的主体是以C语言编写的,在minix2.0的源代码中,以“.c”结尾的文件均为C语言源程序

minix的内核源代码少部分是用汇编语言编写的,其中大部分是关于中断与异常处理的底层程序。在minix2.0源代码中,以“.s”结尾的文件均为汇编语言源程序


src/commands/ :命令目录,包含公用程序(e.g. cat, cp, date, ls, pwd)的源代码

src/test/: 包含有一些被设计用来对新编译好的Minix系统进行完整测试的工具(由于Minix是一个用于教学的操作系统,这意味着对它常常要作修改)

src/inet/: 包含了重新编译Minix以使之支持网路的源代码


Minix的内部结构:

Minix被组织成4层,每一层执行一套定义得很完整的功能,这4层如下图所示:

第1、2层的代码位于src/kernel/下。第一层是Minix内核的最底层,该层包括完成以下的功能函数:系统的初始化、中断、消息传递以及进程调度。


Minix2.0操作系统公用头文件说明

以下头文件均在目录include/下:

ansi.h: 用来检测编译器是否遵循标准C,如果是的话,_ANSI就被定义为31415,如果不是的,则_ANSI未定义。通过这个宏来诊测。

limits.h: 定义语言类型(如整型)和操作系统(如字)的基本尺寸,提高了可移植性

errno.h: 定义了minix操作系统程序执行时可能出现的各种错误号

unistd.h: 包含了大量的重要常数和系统调用函数原型。

string.h: 包含了用于字符处理的函数原型

signal.h: 定义了所有的ANSI和POSIX通用信号,minix支持所有的POSIX信号

fcntl.h: 定义了open()和fcntl()系统调用所需的各种参数和标志, 注意:create()已经过时。但是为了保持向后兼容性,而提供。

stdlib.h: 定义了一些共用的宏、类型和函数原型

termious.h: 被controlling终端类型的使用

a.out.h: 描述了可执行文件的格式

sys/types.h: 包含重要的类型定义

sys/ioctl.h: 声明设备的控制操作

sys/sigcontext.h: 定义了sigreturn(2)系统调用的所需的sigcontext结构

sys/sigptrace.h: 包含ptrace(2)系统调用所需的宏定义

sys/stat.h: 定义了stat()和fstat()系统调用所需的结构和宏

sys/dir.h:给出目录结构的布局

sys/wait.h: 包含wait()系统调用所需的宏定义

minix/config.h: 设置了minix内核、内存管理子系统、文件管理子系统的配置参数

minix/const.h: 定义了minix操作系统各部分共用的常量(宏定义)

minix/type.h: 定义了minix操作系统各部分公用的结构

minix/syslib.h: 声明了系统库函数的函数原型

minix/callnr.h: 定义了允许的系统调用号

minix/com.h: 包含内存管理子系统、文件管理子系统和I/O任务所需的一些宏定义以及I/O任务号

minix/boot.h: 包含文件系统所需的设备宏定义以及boot程序传递给minix操作系统的参数


 Minix2.0操作系统kernel文件分析

详细分析  MINIX消息机制的核心:

  • mpx386.s
  • start.c
  • proc.c

保护模式分析:

  • src/kernel/exception.c
  • src/kernel/protect.c
  • src/kernel/klib386.s
  • src/kernel/klib.s
  • src/kernel/main.c
  • src/kernel/misc.c
  • src/kernel/i8259.c

含了一些debug下的dump机制:

  • src/kernel/dmp.c

驱动相关代码分析:

  • src/kernel/driver.h
  • src/kernel/driver.c
  • src/kernel/drvlib.h
  • src/kernel/drvlib.c

Winchester task 分析:

  • src/kernel/wini.c
  • src/kernel/at_wini.c

时钟分析:

  • src/kernel/clock.c

终端任务分析:

  • src/kernel/tty.h
  • src/kernel/tty.c

键盘任务分析:

  • src/kernel/keyboard.c

控制台分析:

  • src/kernel/console.c

fs与kernel的接口以及mm与kernel接口sys_task

  •  src/kernel/system.c

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