MINIX3代码编译运行案例分析

之前介绍过从1992年开始两位大佬Linux和Tanenbaum就已经打响了微内核和宏内核的之争的战役，可以这么说MINX一直是微内核开源领域的扛把子，MINIX吸收了很多先进的思想到其中，一路演变到MINIX3，且越战越勇。     

我要说MINIX3是目前装机量最高的OS，你会不会打我。据称2008年以来英特尔推出的处理器大都运行着一个修改版的MINIX3操作系统，英特尔管理引擎（Intel ME）运行其上，该系统在处理器内部有自己的CPU内核和专属固件，完全独立于其他部分，运行权限达到了Ring-3，且具有完整的网络堆栈、文件系统、Web服务器，以及USB和网络等一系列驱动。也就是说这个MINIX系统可以不依赖于CPU，拥有自己独立的硬件，功能齐全，可以说它想干什么就干什么。另一方面也说明了MINIX的安全性很高，Intel用也不怕它出问题，这就是微内核的魅力所在。  

1.  简介

1987，Minix 诞生了。Minix 是Mini Unix的缩写，一个迷你版类 Unix 操作系统。Minix 原来是荷兰阿姆斯特丹的 Vrije 大学计算机科学系的安德鲁·塔能鲍姆（AndrewS. Tanenbaum ）教授所开发的一个类 UNIX 操作系统，开发初衷是方便教学使用（因为 AT&T 推出 Version 7 Unix 之后，将 Unix 源码进行了私有化）。Minix 全部的源代码共约 12,000 行，并置于他的著作OperatingSystems: Design and Implementation(ISBN 0-13-637331-3)的附录里作为范例。Minix 的系统要求在当时来说非常简单，只要三片磁片就可以启动。

详细的介绍强烈推荐你看下之前的一篇介绍，里面介绍了MINIX的历史及与UNIX的关系： os内核入门-linux0.11诞生的故事和源码初探 总结为：Multics->UNIX->MINX->Linux。     Minix一开始向使用者收取极低的授权费，直到 2004 年，塔能鲍姆重新架构与设计了整个系统，更进一步的将程序模块化，推出MINIX 3。重新以BSD 许可协议发布，成为开放源代码软件。MINIX 3 的目标是比Windows或Linux更安全，在当时塔能鲍姆那份获得欧盟研究委员会（EuropeanResearchCouncil）5 年 250 万欧元资助的研究计划书里，Tanenbaum 解释了为何他认为现有的操作系统不安全如下：     最严重的可靠性及安全问题是与操作系统相关的那些。核心问题在于现有操作系统都不符合 POLA（PrincipleOfLeastAuthority） ——最低授权原则。POLA说的是系统划分组件的方式，应当使必然存在于某个组件中的缺陷，不至于波及其他组件。每个组件仅应该得到完成它本身工作所需的权限，不多不少。具体来说，它应该无权读写属于其他组件的数据，无权读取它自身地址空间之外的任何计算机内存，无权执行与它无关的敏感操作指令，无权访问不该访问的 I/O 设备，诸如此类。现有操作系统完全违反以上原则，结果就是造成众多可靠性及安全问题。   

 2. 代码下载编译

言归正传，还是老一套，代码下载编译运行，参考资料：

这里我总结下，给出具体步骤： 代码下载：

$ mkdir -p $HOME/minix
$ cd $HOME/minix
$ git clone git://git.minix3.org/minix src
$ cd src

代码修改配置，在src目录下新建.settings文件，设置编译为BeagleBoard-xM开发板可以运行的版本：

# beagleboard-xm
U_BOOT_BIN_DIR=build/omap3_beagle/
CONSOLE=tty02

为什么编译这个BeagleBoard-xM开发板？因为我们想要在qemu上，qemu可以模拟这个开发板，且是arm的，更有学习价值。 进行编译：

$ ./releasetools/arm_sdimage.sh

编译成功后会看到：

编译如果出现一些问题，可以参考刚那个网址上解决。我遇到了一个环境变量的问题，执行export ARCH=evbearm-el就好了。

3. qemu运行

运行需要qemu，如果你ubuntu上有qemu-system-arm 可以执行qemu-system-arm -M ?|grep beagle看下是否支持这个板卡，如果支持会输出如下：

如果不支持，就需要找一个支持的qemu-system-arm，有两个方法： 1）直接找一个，可以尝试下面的，下载后复制到你的ubuntu里面看支持不 链接:  https://pan.baidu.com/s/1fs1xVOtGkOSEJFtR7ShEFw
提取码: akwc 2）第二个方法就是自己下载qemu的源码编译一个

$ git clone
git://git.linaro.org/qemu/qemu-linaro.git linaro
$ cd linaro
$ sudo apt-get build-dep qemu # to install
the build dependencies of qemu
$ git submodule update --init pixman
$ git submodule update --init dtc
$ ./configure --python=/usr/bin/python2
--prefix=/opt/qemu --disable-werror --target-list=aarch64-softmmu,arm-softmmu
--disable-vnc --disable-xen --disable-guest-agent --disable-bluez
--disable-docs --disable-rdma --disable-vde --disable-libiscsi --disable-libnfs
--disable-tpm --disable-libssh2 --disable-vhdx
$ make -j8
$ sudo make install

到这里qemu工具搞定后，就可以运行我们编译的MINIX镜像了，命令如下：

$ cd $HOME/minix/src
$ /opt/qemu/bin/qemu-system-arm -M beaglexm -drive
if=sd,cache=writeback,file=minix_arm_sd.img -clock unix -serial stdio -device
usb-kbd -device usb-mouse -usb

运行成功会进入到MINIX的shell：

我们使用root进行登录就可以了。

编辑：黄飞