FreeBSD核心完全探讨与解析
1.1概述
FreeBSD可以在PC/AT兼容机器上运行。CPU是i386,i486,Pentium,Pentium Pro以及其兼容芯片等。
1.1.1（略）
1，理论地址: 2个13 bit 长+32 bit 长
2，线形地址：32 bit 长的空间
3，物理地址：32 bit 长的空间
1.1.2进程的虚拟空间
1，text部分
这部分是执行文件的的text领域，也就是机器语言部分，对于这个部分的空间在机器上的物理内存页是共有的，还有，这部分最后的变量地址是etext。
2，data和bss部分
执行文件的data部分，也就是初始化的数据段和执行文件指定的内存变量。内存变量在开始的时候以0填充。这一段空间可以读写。它的边界也是以edata和end的地址做结尾。进程的malloc（）等内存分配的操作的时候，地址的增加方向向bss空间进行。
3，stack部分
也就是进程执行的时候的stack空间，这部分空间（从地址的最高位开始可以伸缩），其对于物理内存，伸缩程度由核心自动执行。
1.2 kernel的configure
freebsd的kernel构成文件在/usr/src/sys的目录下面。下面的子目录做一个介绍。
compile 编译核心的目录。
conf
configure的目录。
ddb
核心调试的sounre code的目录。
dev
一部分的drivers的source code的目录。
gnu
浮点运算的仿真以及ex2fs文件系统的source code目录。
i386
依赖于pc/at机器的目录，以下介绍它的字目录。
apm
suspend一些节电程序。
boot
不是kernel本身的东西，只是一些怎么从开机到读入kernel的boot program的source code。
conf
config的一些依赖data。
isa
isa bus的驱动程序类的source code。
eisa
eisa bus的驱动程序类的source code。
include 对pc/at的一些include files
i386
对pc/at的一些核心code
ibcs2,linux 使各类的os的执行文件在freebsd上执行的code
isofs/cd9660
cd-rom在unix文件系统上操作的的有关code
kern
核心code
libkern 核心库的source code
miscfs
实现unix文件系统的code
msdosfs 在unix上操作ms-dos文件系统的有关code
net
实现network功能的基本部分code
netatalk实现appletalk network功能code
netinet 实现internet network功能的code
netipx
实现ipx功能的code
netns
实现ns network的code
netkey
实现网络加密部分的功能的code
nfs
实现nfs服务
pc98
对于pc98的支持
pccard
对pcmcia的支持
pci
对pci bus的驱动程序的source code
scsi
对cd-rom，hard disk,tape 等的scsi驱动程序的source code
sys
独立于机器体系结构的一部分code
ufs
unix file system 的支持code
vm
虚拟内存管理的部分
1.2.1配置的操作----config command
在root权限下，config，make实行后，可以得到简单的kernel。
*configure file
移动到/usr/src/sys/i386/config看看。
GENERIC 从cd-rom等安装freebsd的时候对应于defaule kernel的配置fileLINT
kernel组合功能的网罗的的配置file
下面4个是对配置很有必要的的依赖data fileMakefile.386
config生成的Makefile file的template.
devices.i386
对于unix filesystem可能的block型的device名字和major号的对照表
files.i386
记录kernel功能组合的基础上，依赖于pc/at机器的功能名称和各种功能实现的source codefile的名字表。
options.i386
记录配置项目的表。
还有，majors.i386是记录对应驱动器的I/O表和major号的一个文件。
于核心配置没关系。
对于新的i/o设备，如果要做device driver,对pc/at,要在files.i386(没有的话在/usr/src/sys/conf/files)追加相应的行，不然就不能把它加入到核心里面。
追加的格式为
相对path名
optional
device-name device-driver
对于配置文件，首先，要设置cpu，bus，i/o设备,多少用户等。例如对于GENERIC
machine "i386"
cpu
"I386_CPU"
cpu
"I486_CPU"
cpu
"I586_CPU"
cpu
"I686_COU"
ident
GENERIC
maxusers 10
当作为server时候，应该把最大user设置大一点，以提高系统性能。
下一步，指定options，对于GENERIC
options MATH_EMULATE
#support for x87 emulation
options INET
#interNETworing
options FFS
#Berkeley Fast Filesystem
options NFS
#Network Filesystem
......
options指定的名字xxx等，如果在/usr/src/sys/conf/options或者在/usr/src/sys/i386/conf/options.i386中记载的时候，应在对应的opt_XXX.h中写入。没有的话，作为cc命令行的参数定义"-D"在Makefile里面追加。对于XXX的格式应该是相对path名
optional xxx下一步，对于config
config
kernel
root
on wd0
(略)
配置文件剩下的部分应该是bus,i/o等一些硬件配置，一般有controller,device,disk,tape四类。例如
controller
isa0
controller
eisa0
controller
pci0
等。
第二层的device和controller，记录了一些bus设备的连接。ISA的情况是
device
device_name
at isa? 参数
controller
controller_name at isa? 参数
EISA和PCI就相对简单一点：
device
device_name
controller
controller_name
device_name里指定的设备名是，串口，并口，网络等装置。
第三层的disk和tape为
disk
disk_name at 控制设备名
drive 号
tape
tape_name at 控制设备名
drive 号
SCSI接口卡作为第二层的控制装置记录的同时
controller
scbus0
作为通用的scsi控制设备。因此，对于它的hard disk,tape,cd-rom,mo设备，有
device
sd0
device
st0
device
cd0
device
od0
等，它可以自动识别和分配号码。
对于其他的scsi设备，有
device
pt0
at scbus?
这些东西(bus,scsi,i/o)，在生成的ioconf.c以及相应的include中有反映。
configure的最后，不是一些物理设备，而是kernel内部的一些软设置
pseudo-device
理论设备名
首先，要考虑以下两个设备：
pseudo-device
pty
16
#ttys - can go as high as 256
pseudo-device
log
#syslog interface (/dev/klog)
network使用的场合，应该有下面两个
pseudo-device
loop
pseudo-device
ether
这种情况下，最好有
pseudo-device
bpfilter 4
#berkeley packet filter
pseudo-device
tun
1
#Tunnel driver ( PPP)
想做floppy的时候，要
pseudo-device
vn
#Vnode driver ( turns a file into a device)
FreeBSD核心探讨
1.3
FreeBSD boot之前的工作
1.3.1pc/at机器的boot顺序
hard disk的最前面的一个block(512byte),叫做master boot recorder(MBR).这
里有启动限定的program和分区的信息。分区信息是指对于一个区是16byte长，最多
只能有4个区。16byte的内容是，分区哪里开始，哪里结束。哪种os，能否启动等。对
于freebsd，安装的时候向MBR写入了boot easy.
磁盘的结构如下图表示：
block Number
#0
#1
#2
...
#14
#15
#16
#17
-------------------------------------------------------------
disk
no used
label
-------------------------------------------------------------
<-boot-|<---------boot2--------------|
|<--unix file system--
FreeBSD用的block#0--#14的15个block里面，含有读入freebsd的程序，bootease只在block#0里面，在15个block中并没有。它的作用
。读入mbr，找freebsd的分区
。读入最初的15个block，到物理内存中0x0001000
。跳转到相当于block#2的内存位置
然后，屏幕表示为：
。。。
。。。
boot：
(参数说明略)
它的source是/usr/src/sys/i386/boot/biosboot,make之后，生成两个文件：
boot1,boot2分别写入block#1，block#2--#14中。一般，一个物理的unix分区理论上可以有8个，比如swap，unix system等。
boot2部分是boot program，它读入kernel的文件名和option。然后
。找boot label指定的分区。
。构造unix filesystem，找指定的kernel
。从开始执行文件，text,data的顺序向物理内存读入。对bss清零。
。以option的选择，向开始位置跳转。
1.3.2
kernel的初始化动作
boot program执行之后，转向kernel的text段开始进行初始化，即先执行locore.s的text段。因此是虚拟内存还没有发生作用，locore.s的开始部分必须对offset进行补正。locore.s的作用是
。保存从boot program过来的option
。设定虚拟的stacker
。检测cpu的module
。对自己的bss空间进行0初始化
。为使虚拟内存工作，要保证最少的管理信息。然后是虚拟空间动作。也就是，调用cpu有强的依赖关
