IPC是在内核最底层实现的，它的重要性不言而喻，下面试着分析minix3的ipc实现。
在include/minix/ipc.h中可以看到message结构体的定义
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typedef struct {
int m_source; /* 消息的发送源*/
int m_type; /* 消息的类型*/
union {
mess_1 m_m1;
mess_2 m_m2;
mess_3 m_m3;
mess_4 m_m4;
mess_5 m_m5;
mess_7 m_m7;
mess_8 m_m8;
} m_u; /* 这个联合为消息的内容 消息的格式由消息类型决定*/
} message;
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七种不同的消息内容格式如下：（在386平台下，int为32位 short为16位 long为32位 指针为32位）
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typedef struct {int m1i1, m1i2, m1i3; char *m1p1, *m1p2, *m1p3;} mess_1; /* 类型1 3整形3指针 24个字节*/
typedef struct {int m2i1, m2i2, m2i3; long m2l1, m2l2; char *m2p1;} mess_2;/* 类型2 3整形1长整形2指针 24个字节*/
typedef struct {int m3i1, m3i2; char *m3p1; char m3ca1[M3_STRING];} mess_3;/* 类型3 2整形1指针14个字符 26个字节*/
typedef struct {long m4l1, m4l2, m4l3, m4l4, m4l5;} mess_4;/* 类型4 5长整形 20个字节*/
typedef struct {short m5c1, m5c2; int m5i1, m5i2; long m5l1, m5l2, m5l3;}mess_5;/* 类型5 2短整形2整形3长整形 24个字节*/
typedef struct {int m7i1, m7i2, m7i3, m7i4; char *m7p1, *m7p2;} mess_7;/* 类型7 4整形2指针 24个字节*/
typedef struct {int m8i1, m8i2; char *m8p1, *m8p2, *m8p3, *m8p4;} mess_8;/* 类型8 2整形4指针 24个字节*/
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在include/minix/ipc.h中可以看到函数的声明
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/*==========================================================================*
* Minix run-time system (IPC). *
*==========================================================================*/
#define echo _echo
#define notify _notify
#define sendrec _sendrec
#define receive _receive
#define send _send
_PROTOTYPE( int echo, (message *m_ptr) );
_PROTOTYPE( int notify, (int dest) );
_PROTOTYPE( int sendrec, (int src_dest, message *m_ptr) );
_PROTOTYPE( int receive, (int src, message *m_ptr) );
_PROTOTYPE( int send, (int dest, message *m_ptr) );
//一组API
#define ipc_request _ipc_request
#define ipc_reply _ipc_reply
#define ipc_notify _ipc_notify
#define ipc_select _ipc_select
_PROTOTYPE( int ipc_request, (int dst, message *m_ptr) );
_PROTOTYPE( int ipc_reply, (int dst, message *m_ptr) );
_PROTOTYPE( int ipc_notify, (int dst, long event_set) );
_PROTOTYPE( int ipc_receive, (int src, long events, message *m_ptr) );
//另外一组API 没有发现实现的代码
#endif /* _IPC_H */
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以上IPC API函数的实现均是通过int指令trap调用系统调用
以_send的代码为例，其余都大体类似
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__send:
push ebp
mov ebp, esp
push ebx
mov eax, SRC_DST(ebp) ! eax 目标地址
mov ebx, MESSAGE(ebp) ! ebx 放消息指针
mov ecx, SEND ! SEND标识
int SYSVEC ! trap调度mpx386.s中的_s_call
pop ebx
pop ebp
ret
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以上IPC函数都是通过int SYSVEC 实现 不过对应的ecx值是不同的
mpx386.s中的_s_call代码如下
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.align 16
_s_call:
_p_s_call:
cld ! set direction flag to a known value
sub esp, 6*4 ! skip RETADR, eax, ecx, edx, ebx, est
push ebp ! stack already points into proc table
push esi
push edi
o16 push ds
o16 push es
o16 push fs
o16 push gs
mov si, ss ! ss is kernel data segment
mov ds, si ! load rest of kernel segments
mov es, si ! kernel does not use fs, gs
incb (_k_reenter) ! increment kernel entry count
mov esi, esp ! assumes P_STACKBASE == 0
mov esp, k_stktop
xor ebp, ebp ! for stacktrace
! end of inline save
! now set up parameters for sys_call()
push edx ! event set or flags bit map
push ebx ! pointer to user message
push eax ! source / destination
push ecx ! call number (ipc primitive to use)
call _sys_call ! 调用sys_call(call_nr, src_dst, m_ptr, bit_map)
! caller is now explicitly in proc_ptr
mov AXREG(esi), eax ! sys_call MUST PRESERVE si
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sys_call()的核心部分如下：
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switch(function) {//判断要执行的任务
case SENDREC:
//send和sendrec的区别在于sendrec发送信息后要挂起等待接收回复信息
caller_ptr->p_misc_flags |= REPLY_PENDING;
case SEND:
result = mini_send(caller_ptr, src_dst_e, m_ptr, flags);
if (function == SEND || result != OK) {
break; /* 若是SEND 就可以返回了*/
} /* 若是SENDREC 将继续执行以下部分*/
case RECEIVE:
if (function == RECEIVE)
caller_ptr->p_misc_flags &= ~REPLY_PENDING;
//清除等待回复位
result = mini_receive(caller_ptr, src_dst_e, m_ptr, flags);
//接收消息
break;
case NOTIFY: //仅仅发送一个notification
result = mini_notify(caller_ptr, src_dst);
break;
case ECHO: //仅仅将消息原地复制一遍
CopyMess(caller_ptr->p_nr, caller_ptr, m_ptr, caller_ptr, m_ptr);
result = OK;
break;
default:
result = EBADCALL; /* 非法系统调用*/
}
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以上看出在minix3内核中，系统调用实现的仅仅是IPC功能，
且通过sys_call()函数可以看出ipc_系列的API都没有实现。
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