3 Oskit组件综述

OSKIT的组件库提供了一般情况下更高层的功能，它通常只对外开放一些相关的公用调用接口。目标系统通过OSKit的面向对象的COM接口来和这些组件进行交互。以下几节概述了OSKit所提供的组件。

3. 1 引导程序

大多数操作系统多有自身的启动加载机制，彼此互不兼容。这种加载机制的多样性并不是由于每个OS所要求的自举服务不同而引起，而是由于构建启动加载器的特定方式造成的。因为从操作系统探究的立场来看，启动加载器是一个令人不敢喜好的领域，因此OS开发者通常进行一个最小化、快捷的设计。由于设计理念和要求的稍微差别，每个启动加载器都不适用于下一个OS。为了解决这个新问题，OSKit直接支持多启动标准，这一标准是由几个OS项目的成员共同设计的，它的目的是提供一个简单而通用的启动加载器和OS内核间的接口，从而答应一个启动加载器加载任何兼容的OS。

在进行操作系统探究时，多启动标准非常有用，这其中的主要原因是启动加载器在加载内核自身的同时还具有加载附加文件或者启动模块的能力。这里的一个启动模块只是一个普通文件，启动加载器不以任何方式解释它，而仅仅把它随同内核映像一起加载到保留物理内存块中。在启动内核时，启动加载器提供给内核以下内容摘要：物理地址的列表、所有已加载的启动模块的大小，以及和每个模块相联系的由用户定义的字符串。这些启动模块和和它们相联系的用户定义的字符串由内核解释。这样做的目的是为了通过提供内核启动时需要的数据，诸如初始化程序、设备驱动和文件系统服务器，来减轻内核启动的负担。

3.2核心支持库

OSKit核心支持库的主要用途是让客户OS更轻易访问硬件设施。它包含了一个较大的实用函数和符号定义的集合，该集合对于管理模式代码是非常具体的。和此相对应，OSKit的大多数其他库在用户模式代码中通常很有用。和OSKit的其余部分所不同的是，多数核心支持代码必须是针对特定系统结构的，而这些特定机器的细节对客户OS也是有用的。例如，在x86机器上，核心支持库包含一些函数，用来创建和操纵x86页表和段寄存器。其他OSKit组件通常提供建立在这些低层机制上的和体系结构无关的设施，但是为了提供最大的灵活性，和特定结构相关的接口始终可以被访问。

OSKit核心支持库在x86体系结构上尤为重要，因为该体系结构的OS级编程环境非凡复杂和模糊。核心支持库仔细地设置了一个基本的32位执行环境(为了和MS-DOS兼容，x86处理器通常以16位模式开始),初始化段和页转换表，安装一个中断向量表，并提供缺省的陷阱和中断处理程序。当然，客户OS能够修改或重载这些行为。然而，在缺省情况下，核心支持库自动地做所有必要的工作，以便使处理器进入一个方便的执行环境，此时中断、陷阱、调试以及其他标准设施已经如预期的那样开始工作。该库在缺省情况下自动地定位所有随内核加载的启动模块，并保留它们所在的物理内存。接下来，应用程序可以很轻易使用它们。客户OS只需以标准C语言风格提供一个main()函数。一切都设置好以后，内核支持库将用所有参数和由启动加载器传递过来的环境变量来调用它。

3.3内存管理库

如同在一个标准C语言库中实现的malloc()一样，内存管理代码典型地用于用户空间。通常并不适用于内核。设备驱动经常需要分配特定类型的内存，并伴随具体的调整属性。例如，对于内建的DMA控制器只能访问最初的16M物理内存。为解决这些内存管理新问题，OSKit包含了两个简单而灵活的内存管理库摘要：(1)基于队列的内存管理器(或称LMM),它提供了功能强大且高效的原语来进行分配管理，并支持在一个池中管理多种类型的内存。(2)地址映射管理器(或称AMM)被设计用来管理不必直接映射到物理内存或虚拟内存的地址空间，它对OS的其他方面提供了类似的支持，诸如进程地址空间、分页、空闲块或IPC名字空间的管理。尽管这些库可以很轻易地应用在用户空间，但实际上它们是被非凡设计用来满足OS内核的需求。

3.4 最小C语言库

成熟的OS内核一般都包含着相当数量的仅仅用来重新实现基本的C语言库函数如printf()和malloc()的代码。和此形成对比的是，OSKit提供了一个最小化C语言函数库，它围绕着最小化依靠性而不是最大化函数性和性能的原则来设计。

3.5调试支持

OSKit的一个最实用的好处是摘要：给定一个适当的硬件设置，它马上就能提供给OS开发者一个完全源代码级的内核调试环境。OSKit内核支持库包括一个可用于GNU调试器(GDB)的串行存根模块，它在客户OS环境中处理陷阱，并使用GDB的标准远程调试协议通过一个串行程序和运行在另一台机器上的GDB通信。甚至当客户机OS执行自己的陷阱处理时，OSKit的GDB存根模块也是可用的。假如客户OS提供适当的钩子，它甚至支持多线程调试。除了基本的调试器支持，OSKit也提供了一个内存分配调试库，它可以跟踪内存分配并检测一般的错误，如缓冲区溢出和释放已释放的内存。这个库提供了和许多普通应用程序调试器相似的功能性，所不同的是它运行在由OSKit提供的最小内核环境中

3.6 设备驱动支持

在OS开发和维护中最艰巨的一个任务是支持多种多样的I/O硬件。这些复杂的设备常会含有潜在的错误，而新硬件的发布又经常伴随着不兼容的软件接口。由于这些原因，OSKit采用了为现有内核开发的稳定的、经过充分测试的驱动程序。OSKit使用了一种封装技术，将现有的驱动程序代码基本上未加修改地合并到OSKit中。这些现有的驱动程序被一个OSKit粘结代码层所包装，从而使得这些驱动程序可以在和开发它们的环境完全不同的环境中工作。目前，来自Linux的大多数以太网卡、SCSI和IDE磁盘的设备驱动程序被包括进来，总数超过了五十种。用同样的方式，来自FreeBSD的八个字符设备驱动程序也被包含了进来，它们支持标准PC控制台和串口及不同的多串口板。由于OSKit把这些驱动仔细地进行了包装，FreeBSD驱动程序可以和Linux驱动程序一起工作。

3.7 协议栈

OSKit提供了一个完整的TCP/IP网络协议栈。如同驱动程序一样，有关网络的代码也可以通过封装机制被合并进来。OSKit当前可以从Linux中获取网络设备驱动程序，它们是PC平台可获得的最大的免费资源。OSKit的网络组件继续于FreeBSD4.4,它通常被认为具有更多成熟的网络协议。这显示了使用封装机制将现有软件包装成灵活的组件的第二个优点摘要：即从不同的资源中获取最好的组件，并让它们一起被使用。

3.8文件系统

通过使用封装技术，OSKit吸收了NetBSD的基于磁盘的文件系统代码。NetBSD之所以被选择为首要资源库，是因为在可用的系统中，它的文件系统代码被最清楚地分离了出来，而FreeBSD和Linux的文件系统和它们的虚拟内存系统结合的更紧密。当前，OSKit也把Linux文件系统合并了进来，以便能够支持多种类型的文件系统格式，如Windows95、OS/2和System V的文件系统格式等等。

OSKit文件系统输出的COM接口类似于许多Unix文件系统所使用的内部VFS接口。这些接口具有很好的粒度，使我们可以不必接触OSKit文件系统的内部。例如，OSKit接口只接受简单的路径名组件，答应平安封装的代码执行适当的访问许可检查。

4 OSKit的目前状况

自从在1996年6月发布了OSKit的第一个公开发行版以来，OSKit已经更新了多次，每次更新都增加了一些算法，并修正了一些错误。最新的发行版是2002年3月的版本。由此可见，OSKit一直处于操作系统开发平台的前沿，其自身也在不断完善和发展。