012内核组织架构

0.12内核有如下几下目录：Boot,Fs,Include,Mm,Init,Kernel,Lib,Tools,最外层有一个总的MakeFile.各目录文件分布情况如下：Boot:bootsect.Ssetup.Shead.s其中后缀.S大写表明：as使用ＧＮＵＣ编译器的预处理功能引导启动程序bootsect.S将setup.S代码和system模块加载到内存中，并且分别把自己和setup.S代码移动到物理内存0x90000和0x90200处，就把执行权交给了setup程序。其中system模块的首部包含head.s代码。Setup程序的主要作用是利用ROMBIOS的中断程序获取机器的一些基本参数，并保存在0x90000开始的内存块中，供后面程序使用。同时把system模块往下移动到物理地址0x00000开始处，这样，system中的head.s代码就处在0x00000开始处了。然后加载描述符表基地址到描述符表寄存器中，为进行32位保护模式下的运行作好准备。接下来对中断控制硬件进行重新设置，最后通过设置机器控制寄存器ＣＲ０并跳转到system模块的head.s代码开始处，使ＣＰＵ进入32位保护模式下运行。Head.s代码主要作用是初步初始化中断描述符表中的２５６项门描述符，检查Ａ２０地址线是否已经打开，测试系统是否含有数学协处理器。然后初始化内存页目录表，为内存的分页管理作好准备工作。最后跳转到system模块中的初始化程序init/main.c中继续执行。Init:main.cMain.c利用setup.s取得的系统参数设置系统的根文件设备号以及一些内存全局变量。然后内核进行硬件的初始化工作。包括陷阱门，块设备，字符设备，tty,包括人工设置第一个任务task0.然后设置中断允许标志开中断，main切换到任务０中运行。Tools:build.cBuild.c生成内核磁盘映像文件，单独编绎成可执行文件，在linux/目录下的Ｍakefile文件中被调用运行，用于将所有内核编译代码链接和合并成一个可运行内核映像文件Image.Mm:Swap.cPage.sMemory.cMakefilepage.s包含页异常的中断处理过程（int14）,主要实现了对缺页和页写保护的处理。Memory.c是内存页面管理的核心文件，用于内存的初始化操作，页目录和页表的管理和内核其他部分对内存申请的处理过程。Swap.c是内存页面交换管理文件，其中主要包括映射位图管理函数和交换设备访问函数。Lib:write.cwait.cstring.csetsid.copen.cmalloc.c_exit.cexecve.cerrno.cdup.cctype.cclose.c_exit.c:程序调用内核的系统调用函数。_asm(int0x80::a(NR_exit),b(exit_code));Close.c:定义了文件关闭函数。_syscall1(int,close,int,fd)Ctype.c:为ctype.h提供辅助数据结构数据，用于对字符进行类型判断。Dup.c:复制文件描述符函数。_syscall1(int,dup,int,fd)Errno.c:仅定义了一个出错号变量errno.Execve.c:运行执行程序的系统调用函数。_syscall3(int,execve,constchar*,file,char**,argv,char**,envp)Malloc.c:内存分配函数。Open.c:Open系统调用可将一个文件名转换成一个文件描述符。Setsid.c:setsid()系统调用函数。_syscall0(pid_t,setsid)String.c:所有字符串操作函数存在于string.h中。Wait.c:包含函数waitpid()和wait().wait()系统调用直接调用waitpid()函数。Write.c:write()函数向文件描述符指定的文件写入count字节的数据到缓冲区buf中。_syscall3(int,write,int,fd,constchar*,buf,off_t,count)FS:Truncate.cbitmap.cinode.csuper.cbuffer.cpipe.cstat.copen.cnamei.cioctl.cfile_table.cfile_dev.cfcntl.cexec.cblock_dev.cchar_dev.cread_write.cselect.c其中file_table.c是空的。高速缓冲区：Buffer.c:内核实现高速缓冲区的程序是buffer.c。文件系统中其他程序通过指定需要访问的设备号和数据逻辑块号来调用它的块读写函数。这些接口函数有:块读取函数bread(),块提前预读函数breada()和页块读取函数bread_page().文件系统底层函数：Bitmap.c程序包含对i节点位图和逻辑块节点位图进行释放和占用处理函数。操作i节点位图的函数是free_inode()和new_inode(),操作逻辑块位图的函数是free_block()和new_block().Truncate.c程序包括对数据文件长度截断为0的函数truncate().它将i节点指定的设备上文件长度截为0.并释放文件数据占用的设备逻辑块。Inode.c程序包括分配i节点函数iget()和放回对内存i节点存取函数iput()以及根据i节点信息取文件数据块在设备上对应的逻辑块号函数bmap();Namei.c程序主要包括函数namei().使用iget(),iput(),bmap()将给定的文件路径名映射到其i节点。Super.c程序专门用于处理文件系统超级块，包括函数get_super(),put_super(),free_super().还包括几个文件系统加载、卸载处理函数和系统调用。文件中数据的访问操作：文件数据的访问操作涉及block_dev.c,file_dev.c,char_dev.c,pipe.c和read_write.c.前面4个文件可以认为是块设备，字符设备，管道设备和普通文件与文件读写系统调用的接口程序，它们共同实现了read_write.c中的read()和write()系统调用。通过对被操作文件属性的判断，这两个系统调用会分别调用这些文件中的相关处理函数进行操作。Block_dev.c中的函数block_read()block_write()是用于读写块设备特殊文件中的数据。所使用的参数指定了要访问的设备号，读写的起始位置和长度。File_dev.c中file_read(),file_write()通过指定文件对应的i节点和文件结构，可以知道文件所在的设备号和文件当前读写指针。Pipe.c实现管道读写函数read_pipe()write_pipe().另外还实现了创建无名管道的系统调用pipe().Char_dev.c:系统调用read(),write()通过调用rw_char()实现Read_write.c:实现了系统调用read(),write(),lseek().文件和目录管理系统调用：文件系统调用上层实现：exec.cfcntl.copen.cioctl.cstat.cOpen.c实现与文件操作相关系统调用。主要有文件的创建，打开和关闭。文件宿主和属性的修改，文件访问权限的修改，文件操作时间的修改和系统文件系统root的变动等。Exec.c实现对二进制可执行文件和shell脚本文件的加载与执行。主要函数do_execve()是系统中断调用(int0x80)功能号_NR_execve()调用的C处理函数，也是exec()函数簇的主要实现函数。Fcntl.c实现文件控制系统调用fcntl()和两个文件句柄复制系统调用dup()和dup2().dup2()指定了新句柄的数值，dup()返回当前值最小的未用句柄。Ioctl.c文件实现了输入输出控制系统调用ioctl().主要调用tty_ioctl()函数对终端IO进行控制。Stat.c实现取文件状态信息系统调用stat()和fstat().stat()利用文件名取信息fstat()利用文件句柄取信息。（文件句柄即文件描述符）其他：select.c实现select系统调用。Kernel:Blk_drvChr_drvMathAsm.sexit.cfork.cmktime.cpanic.cprintk.csched.csignal.csys.csys_call.straps.cvsprintf.c其中Blk_drv子目录：blk.hfloppy.chd.cramdisk.cll_rw_blk.cChr_drv子目录：console.ckeybord.spty.crs_io.cserial.ctty_io.ctty_ioctl.cMath子目录：add.ccompare.cconvert.cdiv.cea.cerror.cget_put.cmul.cmath_emulate.c中断处理程序：包括asm.s和traps.c文件Asm.s用于实现大部分硬件异常所引起的中断的汇编语言处理过程。Traps.c实现asm.s的中断处理过程中调用的C函数。系统调用处理相关程序：sys_call.sfork.csignal.csys.cexit.cSys_call.s主要实现系统调用中断int0x80的入口处理过程以及信号检测处理，同时给出了sys_execve(),sys_fork()这两个系统调用的底层接口，还给出了协处理器出错，设备不存在，时钟中断，硬盘中断，软盘中断的中断处理程序。Signal.c涉及内核中信号处理函数。包括设置和获取信号阻塞码，信号处理系统调用，可靠信号处理系统调用等。Exit.c描述进程终止和退出的有关事宜。主要包括进程释放，会话终止和程序退出以及杀死进程，终止进程，挂起进程等系统调用函数。还包括进程信号发送函数send_sig()和通知父进程子进程中止的函数tell_father()Fork.c:该程序是sys_fork()系统调用的辅助处理函数集，给出了sys_fork()中使用的find_empty_process()和copy_process()函数。还包括内存区域验证verify_area()和内存分配copy_mem()函数。Sys.c:包含很多系统调用功能实现函数。其他通用类程序：schedule.cmktime.cpanic.cprintk.cvsprintf.cSchedule.c包含内核调用最频繁的schedule(),sleep_on(),wakeup()函数，是内核的核心调度程序，用于对进程的执行进行切换或改变进程执行状态。另外还包括有关系统时钟中断和软盘驱动器定时的函数。Mktime.c:包含内核使用的时间函数mktime(),仅在init/main.c中使用一次Panic.c:panic()函数用于在内核运行出现错误时显示出错信息并停机。Printk.c以及vsprintf.c是内核显示信息的支持程序，实现了内核专用显示函数printf()和字符串格式化输出函数vsprintf().块设备驱动程序：blk.h:定义请求等待队列中项的数据结构request，用宏语句定义了电梯搜索算法。Hd.c:提供对硬盘的读写驱动和初始化处理。包含以下函数：1，初始化硬盘和设置硬盘所用数据结构的sys_setup(),hd_init()2,向硬盘控制器发送命令：hd_out()3,处理硬盘当前请求项do_hd_request()4.硬盘中断处理过程中调用的C函数read_intr(),write_intr(),bad_rw_intr(),recal_intr().5.硬盘控制器操作辅助函数controler_ready(),driive_busy(),win_result(),hd_out(),reset_controler()等。Ll_rw_blk.c:执行低层块设备读写操作，是块设备与系统其他部分的接口程序，其他程