一个小型操作系统的实现.ppt

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1、第13章一个小型操作系统的实现本章知识点：13.1MINIX概述13.2进程13.3I/O任务13.4内存管理13.5文件系统为了了解到一个“真正”的操作系统是怎样一步步构造出来的，我们将以MINIX操作系统为例，对其设计方法进行介绍,并对其源代码进行简单分析。因为MINIX的源代码是公开的，有兴趣的读者还可以自己动手加以改造。13.1MINIX概述MINIX操作系统最早出现于20世纪80年代，由美国著名学者A.S.Tanenbaum用c语言编制。它从外部看来和UNIX非常相似，但实际上，MINIX的内部完全是经过重新设计的。它的主体部分设计为几个相对独立的模块，模块间依赖消息进行通讯，

2、这样的模块化结构使得对它的理解和修改都更方便。本章中将介绍基于POSIX（国际标准9945-1）的MINIX2.0版本，它可以运行于基于80x86结构的兼容机系列。13.1.1MINIX的组成结构1．MINIX的四层结构MINIX的整个系统被分为4个层次：13.1.1MINIX的组成结构需要特别介绍的是位于用户进程层次的MINIX的命令解释器shell。命令解释器并不是操作系统的一部分，它本身就是一个计算机程序，用C语言编写，为协助用户与操作系统之间通讯而设计，管理用户与核心(kernel)之间的对话，并把操作系统指令换成机器代码。13.1.1MINIX的组成结构Shell通常利用终端作

3、为标准输入输出设备。但是我们也可以利用以下的命令改变输入输出：verfileb,这条命令的意思是调用程序ver，从filea文件取输入，送输出到fileb文件。如果再利用管道，则可以将一个程序的输出作为另一个程序的输入，例如：ver>/dev/lp，是将执行ver程序的结果从/dev/lp文件上输出。启动shell将首先显示系统提示符$,然后等待，假设用户输入命令move，shell读取该命令后，自动创建一个新进程来执行这个命令。命令执行完毕后，它再执行一个系统调用来终止这个进程，继续等待用户的下一个输入。13.1.1MINIX的组成结构shell还可以用来进行程序设计，它

4、定义了各种变量和参数，并提供了包括循环与分支在内的，许多在高级语言中才具有的控制结构。使用shell编程类似于编辑DOS中的批处理文件，我们可以将一组我们想要执行的命令放在一个文件中，然后像执行其他程序一样运行这个文件。这个文件就被称为shell程序或shell命令文件，又被称为shellscript。当这个文件被运行时，shell就会像执行输入命令那样一条条的自动执行文件里保存的命令。13.1.1MINIX的组成结构2.源代码组织方式MINIX的源代码在逻辑上一般分为两个目录…/usr/include和…/usr/src/(为叙述方便，将简记为include/和src/)。13.1.1

5、MINIX的组成结构程序在内存中运行时，各个模块的分布情况:13.1.2头文件在编程的过程中，有许多常量、宏以及结构类型的定义会经常被不同文件用到，通常把这些定义按照某种规则或需要组织在一起，于是就构成了头文件（header）,以后缀.h标识。1．公共头文件在头文件中，有一些是完全通用的，它们不是被源文件直接引用，而是被其它的头文件引用。MINIX中的三个主要部分：内核、文件系统和内存管理分别对应有三个主控头文件src/kernel/kernel.h、src/mm/mm.h和src/fs/fs.h。13.1.2头文件①在include/目录下，有三个被主控目录包含的头文件：ansi.h：

6、用来测试编译器是否符合标准c的规定。整个文件的构造以#ifndef_ANSI_H为开始，并以#endif结束；limits.h:定义了一些基本的数据值的大小，比如：数据类型中的整形数所占位数的值等；errno.h:包含了全局变量errno返回的错误码，用于系统调用失败时通知用户程序。13.1.2头文件②include/sys目录下主要的头文件。由于同一种数据类型在16位和32位处理器上所占的字长可能存在差异，因而可能因错误理解在特定情况下使用的基本数据结构而引发问题。在文件types.h中定义了许多MINIX使用的数据类型及其相关的数值，从而可以避免这种情况的发生。通常紧跟在types.

7、h之后的是ansi.h头文件，它们都被所有主控头文件包含。13.1.2头文件2．专有头文件除了公共头文件之外，在include/minix中存放的是在任何平台上实现MINIX都需要的头文件，而include/ibm中则存放了在IBM兼容机上实现MINIX所需的数据结构和宏的定义。在include/ibm目录中主要有两个文件：diskparm.h文件由软盘系统任务使用；partition.h定义了IBM兼容机上的硬盘分区表和有关常量。