미닉스 3

Minix 3
미닉스 3
Rocky Raccoon mascot of MINIX 3.jpg
Minix 3.png
윈도 매니저로서 Twm을 사용하여 X11을 실행하는 Minix 3
개발자앤드류 S. 타넨바움 외
기입처C, 어셈블리 언어
OS 패밀리Unix와 같은
동작 상태포기.
소스 모델오픈 소스
초기 릴리즈2005년 10월 24일, 16년 전(2005년 10월 24일)
최신 릴리즈3.3.0 / 2014년 9월 16일, 7년 전(2014-09-16)
최신 미리보기3.4.0 rc6 / 2017년 5월 9일, 5년 전(2017-05-09)
저장소
마케팅 대상임베디드 시스템, 교육
이용가능기간:영어
플랫폼IA-32, ARM
커널 타입마이크로커널
유저랜드MINIX, NetBSD
체납
사용자 인터페이스		재
면허증.2005년: BSD-3-Clause[a][1]
오리지널 : BSD-3-Clause
선행Minix 1.0, 1.5 및 2.0
공식 웹사이트www.minix3.org

Minix 3은 Unix와 같은 작은 운영 체제입니다.BSD-3-Clause[a] 라이선스로 발행되며 이전 버전인 Minix 1과 [1]2의 후속 프로젝트입니다.

이 프로젝트의 주요 목표는 사용자의 개입 없이 시스템의 결함을 즉시 감지하고 수리함으로써 내결함성을 확보하는 것입니다.이 시스템의 주요 용도는 임베디드 시스템과 [2]교육일 것으로 예상된다.

2017년 현재 MINIX 3은 IA-32 [3]및 ARM 아키텍처 프로세서를 지원합니다.또한 Bochs,[4][5] VMware Workstation,[6] Microsoft Virtual PC,[7] Oracle Virtual Box,[8] QEMU 등의 에뮬레이터 또는 가상 머신에서도 실행할 수 있습니다.PowerPC 아키텍처에 대한 포트가 [9]개발 중입니다.

배포판은 라이브 CD로 제공되며 라이브 USB 설치를 [10]지원하지 않습니다.

MINIX 3은 Skylake [11][12]및 Kaby Lake 프로세서에 사용되는 ME 11을 시작으로 인텔 플랫폼 컨트롤러 허브에 탑재된 인텔 매니지먼트 엔진(ME) OS에 영감을 준 것으로 생각됩니다.

Minix는 인텔 [13]ME에서 사용되기 때문에 x86/AMD64 프로세서에서 가장 널리 사용되는 OS이며 Microsoft Windows, Linux 또는 MacOS보다 더 많은 OS를 설치할 수 있다는 주장이 제기되었습니다.

이 프로젝트는 [14]2018년부터 휴면 중이며, MINIX 3 토론 그룹은 여전히 [16]활성화되어 있지만,[15] 최신 릴리스는 2017년부터 3.4.0 rc6입니다.

프로젝트의 목표

모노리식 커널 및 마이크로커널 기반 운영 체제 구조

MINIX의 크리에이터 Tanenbaum에 따르면 드라이버(일반 프로그램의 [17]약 3~7배)가 시스템 [18]전체를 다운시킬 수 있는 모노리식 커널 기반 시스템의 특성을 고려하여 MINIX 3은 "신뢰성, 자가 복구, 멀티 서버 Unix 클론"[19] 운영 체제를 만드는 것을 목표로 합니다.

그러기 위해서는 커널에서 실행되는 코드가 최소이며 파일서버, 프로세스 서버 및 각 디바이스 드라이버는 개별 사용자 모드프로세스로 실행되어야 합니다.각 드라이버는 환생 서버라는 이름의 시스템의 일부에 의해 주의 깊게 감시됩니다.드라이버가 이 서버로부터의 ping 에 응답하지 않는 경우는, 셧다운 해, 드라이버의 새로운 카피로 대체됩니다.

모노리식 시스템에서는 드라이버의 버그로 인해 커널 전체가 쉽게 크래시됩니다.이것은 MINIX [20]3에서는 발생할 가능성이 매우 낮습니다.

역사

MINIX 3 버전[21][22]
버전 발매일 묘사
3.1.0
(OSDI3)		 2005-10-18
3.1.1
(SOSP)		 2005-10-24
3.1.2 2006-04-18
3.1.2a 2006-05-29
  • 새로운 Packman 패키지 매니저.
  • 디스크의 자동 파티셔닝에 관한 인스톨의 문제를 수정.
3.1.3 2007-04-13
3.1.3a 2007-06-08
  • 버그 수정
3.1.4 2009-06-09
3.1.5 2009-11-05
3.1.6 2010-02-08
  • 새로운 네트워크 드라이버:Atheros L2, 인텔 E1000, Realtek 8169, DEC 튤립
  • PipeFS – 파일 시스템 드라이버에서 파이프 처리 삭제
  • HGFS – VMware 공유 폴더 파일 시스템 마운트 지원
  • VFS: 추가 그룹 지원 및 스틱비트 지원
  • 부동소수점 유닛 지원
  • 시스템 이벤트 프레임워크(SEF)
  • 시험적인 APIC 지원
3.1.7 2010-06-16
  • 사용자 공간 스케줄링 및 스케줄링[26] 서버
  • 같은 타입의 여러 이더넷카드에 대한 지원
  • 부트 모니터에서는 16MB 이상의 이미지를 로드할 수 있습니다.
  • GCC를 사용한 MINIX 구축을 위한 시스템 구축
  • Windows-1251 및 KOI8-U 문자셋 지원
3.1.8 2010-10-04
3.2.0 2012-02-29
  • GNU 디버거를 MINIX 3으로 이식하여 코어 덤프 지원 구현
  • 실험용 NTFS-3G 파일 시스템에서 FUSE 지원
  • MINIX에서 NetB로 서서히 사용자 랜드 대체SD
  • 디폴트 컴파일러 ACK를 Clang으로 대체.GCC도 지원됩니다.
  • ELF 및 NetBSD libc 라이브러리로 전환
  • Pkgsrc 업스트림 및 응용 프로그램 이식
  • 비동기 가상 파일 시스템(VFS) 서버
  • MINIX에서 NetB로의 부트로더 교환SD
  • AHCI 드라이버에서의 NCQ 지원
3.2.1 2013-02-21
3.3.0[27] 2014-09-15
  • ARM 아키텍처 지원, 크로스 컴파일 가능
  • 지원mmap()I/O 메커니즘으로 동적 라이브러리 공유 및 메모리 요구 절감 가능
  • 새로운 입력 인프라스트럭처: TTY에서 분리된 입력 서버와 키보드 드라이버
  • VND: vnode 디스크(루프백) 블록 드라이버
  • 시스템의 LLVM 비트코드 빌드
  • 소스의 LLVM 및 Clang Import
  • FS 및 VM가 공유하는 유니파이드 블록 캐시
  • NetBSD 호환성 향상: 유틸리티, 콜, 타입(64비트 상당), 툴 체인, 코드 베이스 및 패키지
  • 메시지용 C타입: 더 깨끗함[clarification needed], 더 큰
  • 향상된 드라이버 모듈러: UDS는 PFS와 분리, PTY는 TTY에서 분리, at_wini 인스턴스당 1개의 컨트롤러, 부트 이미지에서 LOG 삭제
  • 패키지가 동적으로 연결되었습니다.
3.4.0 rc6 2017-05-09 X11은 이제 운영체제의 일부가 되었습니다.
  • 서적 발매
  • 구 릴리즈
  • 현재 안정적인 릴리스
  • 현재 개발 릴리즈

MINIX 3은 2005년 10월 24일 Andrew Tanenbaum에 의해 ACM(Association for Computing Machine) 심포지엄 운영체제 원칙 컨퍼런스 기조연설에서 공개 발표되었습니다.타넨바움이나 우드헐의 교과서 신판의 본보기가 되고 있지만, 종합적으로 「자원 제한이나 임베디드 컴퓨터의 중요한 시스템이나 높은 신뢰성을 필요로 하는 애플리케이션에 사용할 수 있다」라고 재설계되고 있다.

2000년 이후 MINIX가 라이선스를 취득한 것과 같은 BSD-3-Clause 라이선스로 최초 출시되었습니다.[23][24]2005년 말에 저작권자가 바뀌었고 4번째 조항이 [1][25][28]추가되었다.

신뢰성 정책

MINIX 3의 주요 목표 중 하나는 신뢰성입니다.아래에서는 신뢰성을 높이는 중요한 원칙 중 몇 가지를 설명합니다.

커널 크기 축소

Linux나 FreeBSD와 같은 모노리식 운영 체제와 Windows와 같은 하이브리드는 수백만 줄의 커널 코드를 가지고 있습니다.반면 MINIX 3에는 약 6000줄의 실행 가능한 커널 코드가 있어 [29]코드 내에서 문제를 쉽게 찾을 수 있습니다.

버그 케이지

모노리식 커널에서는 디바이스 드라이버가 커널에 상주합니다.따라서 새로운 페리페럴이 설치되면 알 수 없는 신뢰할 수 없는 코드가 커널에 삽입됩니다.드라이버의 코드 라인의 불량으로 인해 시스템이 다운될 수 있습니다.

대신 MINIX 3에서는 각 디바이스 드라이버는 개별 사용자 모드프로세스입니다드라이버는, 특권 명령을 실행하거나, 페이지 테이블을 변경하거나, 임의의 입출력(I/O)을 실행하거나, 절대 메모리에 쓸 수 없습니다.이러한 서비스에 대해 커널 호출을 해야 하며 커널은 각 호출에 권한이 있는지 확인합니다.

드라이버 메모리 액세스 제한

모노리식 커널에서는 드라이버는 임의의 메모리에 쓸 수 있기 때문에 실수로 사용자 프로그램을 손상시킬 수 있습니다.

MINIX 3에서는 사용자가 예를 들어 파일 시스템으로부터의 데이터를 예상할 때 누가 어떤 주소에 접근할 수 있는지 알려주는 기술자를 구축한다.그런 다음 인덱스를 파일 시스템에 전달하고 파일 시스템은 인덱스를 드라이버에 전달합니다.그런 다음 파일 시스템 또는 드라이버는 커널에 디스크립터를 통해 쓰기를 요청하여 버퍼 외부의 주소에 쓸 수 없게 합니다.

나쁜 포인터에서 살아남다

드라이버내의 부정한 포인터를 참조하면, 드라이버의 프로세스가 크래시 됩니다만, 시스템 전체에는 영향이 없습니다.환생 서버는 크래시된 드라이버를 자동으로 재시작합니다.유저는, 일부의 드라이버(디스크나 네트워크등)에 대해서는 리커버리를 눈치채지 못하지만, 다른 드라이버(오디오나 프린터등)에 대해서는 리커버리를 눈치채지 못할 가능성이 있습니다.모노리식 커널에서는 일반적으로 드라이버의 잘못된 포인터를 참조하면 시스템 크래시가 발생합니다.

무한 루프 길들이기

드라이버가 무한 루프 상태가 되면 스케줄러는 아이돌 상태가 될 때까지 우선순위를 점차 낮춥니다.최종적으로 환생 서버는 상태 요구에 응답하지 않음을 인식하기 때문에 루프 드라이버를 종료하고 재시작합니다.모노리식 커널에서는, 루프 드라이버에 의해서 시스템이 행업 하는 일이 있습니다.

버퍼 오버플로로 인한 손상 제한

MINIX 3은 내부 통신에 고정 길이의 메시지를 사용하여 특정 버퍼 오버플로우 및 버퍼 관리 문제를 없앱니다.또한 많은 부정 이용은 버퍼를 오버런하여 공격자가 제어하는 메모리(일반적으로 오버런 버퍼)를 가리키는 덮어쓰기된 스택 리턴 주소를 사용하여 프로그램을 함수 호출에서 돌아오도록 속이는 방식으로 작동합니다.MINIX 3에서는 명령어와 데이터 공간이 분할되어 실행 가능 공간 보호라고 불리는 (읽기 전용) 명령 공간 내의 코드만 실행할 수 있기 때문에 이 공격이 완화됩니다.단, 합법적으로 실행 가능한 메모리를 악의적인 방법으로 실행하는 공격(리턴 투 libc, 리턴 지향 프로그래밍)은 이 완화로 막을 수 없습니다.

커널 기능에 대한 액세스 제한

디바이스 드라이버는 커널 호출을 통해 커널 서비스(사용자 주소 공간에 데이터 복사 등)를 가져옵니다.MINIX 3 커널에는 각 드라이버의 비트맵이 있어 어떤 콜을 발신할 수 있는지를 지정합니다.모노리식 커널에서는 모든 드라이버가 인가 여부에 관계없이 모든 커널 함수를 호출할 수 있습니다.

I/O 포트에 대한 액세스 제한

또한 커널은 각 드라이버가 액세스할 수 있는 I/O 포트를 나타내는 테이블을 유지합니다.따라서 드라이버는 자신의 I/O 포트만 터치할 수 있습니다.모노리식 커널에서는 버그가 있는 드라이버가 다른 디바이스에 속하는 I/O 포트에 액세스 할 수 있습니다.

OS 컴포넌트와의 통신 제한

모든 드라이버와 서버가 다른 모든 드라이버와 서버와 통신할 필요는 없습니다.따라서 프로세스별 비트맵은 각 프로세스가 어느 수신처에 송신할 수 있는지를 결정한다.

사망 또는 병든 운전자를 환생시키다

환생 서버라고 불리는 특별한 프로세스가 정기적으로 각 디바이스 드라이버를 ping합니다.드라이버가 사망하거나 ping에 올바르게 응답하지 않으면 환생 서버가 자동으로 새 복사본으로 교체합니다.기능하지 않는 드라이버의 검출과 교환은 자동적으로 행해지기 때문에, 유저의 조작은 불필요합니다.이 기능은 현재 디스크 드라이버에서는 동작하지 않지만 다음 릴리스에서는 랜덤 액세스 메모리(RAM)에 음영 처리되는 디스크 드라이버도 복구할 수 있습니다.드라이버 복구는 실행 중인 프로세스에 영향을 주지 않습니다.

인터럽트 및 메시지 통합

인터럽트가 발생하면 적절한 드라이버로 전송되는 알림으로 낮은 수준에서 변환됩니다.드라이버가 메시지를 기다리고 있는 경우는, 즉시 인터럽트를 수신합니다.그렇지 않은 경우는, 다음에 메시지를 수신했을 때에 통지를 수신합니다.RECEIVE메시지를 받을 수 있습니다.이 방식을 사용하면 중첩된 인터럽트가 제거되고 드라이버 프로그래밍이 쉬워집니다.

아키텍처

MINIX 3의 아키텍처

보시는 바와 같이 맨 아래 레벨에는 마이크로커널이 있습니다.마이크로커널은 약 4,000줄의 코드입니다(대부분은 C, 소량의 어셈블리 언어).인터럽트, 스케줄링 및 메시지 전달을 처리합니다.또한 인증된 서버 및 드라이버가 실행할 수 있는 약 30개의 커널 호출을 지원하는 Application Programming Interface(API; 응용 프로그램프로그래밍 인터페이스)도 지원합니다.유저 프로그램은, 이러한 콜을 발신할 수 없습니다.대신 서버에 메시지를 보내는 POSIX 시스템콜을 발행할 수 있습니다.커널 콜은 인터럽트 설정 및 주소 공간 간의 데이터 복사 등의 기능을 수행합니다.

다음의 레벨 업에서는, 디바이스 드라이버가 있습니다.각 드라이버는 개별의 유저랜드 프로세스로서 동작합니다.각 디바이스는 디스크나 프린터 등의 I/O 디바이스를 제어합니다.드라이버는 I/O 포토의 공간에 액세스 할 수 없기 때문에, I/O 명령을 직접 발행할 수 없습니다.대신 쓰기 대상 I/O 포트 목록과 쓰기 대상 값을 제공하는 커널 호출을 해야 합니다.이 처리에는 약간의 오버헤드(일반적으로 500ns)가 있습니다만, 이 스킴에 의해서, 예를 들면 오디오 드라이버가 디스크에 쓸 수 없게, 커널이 인가를 체크할 수 있습니다.

다음 레벨에는 서버가 있습니다.여기에 운영 체제의 거의 모든 기능이 배치되어 있습니다.사용자 프로세스는 파일서버에 메시지를 전송하여 파일을 열고 닫고 읽고 쓰는 등의 방법으로 파일서비스를 얻습니다.파일 서버는 디스크 드라이버를 제어하는 디스크 드라이버에 메시지를 전송하여 디스크 I/O를 수행합니다.

주요 서버 중 하나는 환생 서버입니다.그 역할은 다른 모든 서버와 드라이버를 폴링하여 정기적으로 상태를 확인하는 것입니다.컴포넌트가 올바르게 응답하지 않거나 종료되거나 무한 루프 상태가 되었을 경우, (드라이버와 서버의 부모 프로세스인) 환생 서버는 장애가 있는 컴포넌트를 삭제하고 새로운 카피로 교체합니다.이 방법으로 시스템은 자동으로 자가 복구되며, 프로그램 실행에 지장을 주지 않습니다.

현재 환생 서버, 프로세스 서버 및 마이크로커널은 신뢰할 수 있는 컴퓨팅 기반의 일부입니다.이들 중 하나라도 장애가 발생하면 시스템이 크래시됩니다.그러나 Linux 및 Windows 시스템과 같이 신뢰 컴퓨팅 기반을 300만~500만 줄에서 약 20,000줄로 줄이면 시스템의 [citation needed]신뢰성이 크게 향상됩니다.

MINIX 3과 이전 버전의 차이점

주요 기사: MINIX
여러 Unix 계열 시스템 간의 관계도

MINIX 1.0, 1.5, 2.0은 사람들이 운영 체제의 설계에 대해 배울 수 있도록 돕는 도구로 개발되었습니다.

1987년에 출시된 MINIX 1.0은 12,000줄의 C와 일부 x86 어셈블리 언어였습니다.MINIX 1.0의 커널, 메모리 매니저, 파일 시스템의 소스코드가 책에 인쇄되어 있다.Tanenbaum은 원래 IBM PC 및 IBM PC/AT 마이크로컴퓨터와의 호환성을 위해 MINIX를 개발했습니다.

1991년에 출시된 MINIX 1.5는 MicroChannel IBM PS/2 시스템을 지원하며, 또한 Atari ST, Commodore Amiga, Apple Macintosh 및 Sun Microsystems SPARCstation 컴퓨터 플랫폼을 지원하는 Motorola 68000 및 SPARC 아키텍처로 이식되었습니다.SunOS에서 사용자 프로세스로 실행되는 MINIX 버전도 사용할 수 있습니다.

1997년에 출시된 MINIX 2.0은 x86 및 Solaris 호스트 SPARC 아키텍처에서만 사용할 수 있습니다.Minix-vmd는 2명의 Vrije Universityit 연구자에 의해 작성되었으며 가상 메모리와 X Window System 지원을 추가했습니다.

MINIX 3도 마찬가지로 새로운 툴과 많은 Unix 애플리케이션을 [30]갖춘 최신 운영체제를 제공합니다.타넨바움 교수는 이렇게 말했다.

MINIX 3는 할아버지의 MINIX가 아니라는 걸 알아두세요.MINIX 1은 교육 도구로서 작성되었습니다.MINIX 3은 신뢰성이 높고 자가 치유성이 뛰어나고 번짐이 없는 운영체제 구축의 시작입니다.MINIX 1과 MINIX 3은 Windows 3.1 및 Windows XP와 같은 이름으로 [19]관련지어집니다.

또한 MINIX 2 출시 이후 커널 구조가 많이 개선되어 시스템의 [31]신뢰성이 향상되었습니다.MINIX 버전 3.1.5는 2009년 11월 5일에 출시되었습니다.여기에는 X11, Emacs, vi, cc, GCC, Perl, Python, Almquist 쉘, Bash, Z 쉘, FTP 클라이언트, SSH 클라이언트, Telnet 클라이언트, Pine 및 400개 이상의 일반적인 Unix 유틸리티 프로그램이 포함되어 있습니다.X11의 추가에 의해, 이 버전은 텍스트 전용 시스템으로부터의 이행을 나타내고 있습니다.이 버전의 또 다른 기능은 디바이스 드라이버 크래시에 견딜 수 있는 시스템 기능과 실행 중인 프로세스에 영향을 주지 않고 자동으로 교체되는 것입니다.이와 같이 MINIX는 셀프 힐링 기능을 갖추고 있어 높은 신뢰성을 요구하는 애플리케이션에서 사용할 수 있습니다.

MINIX 3.2.0은 2012년 2월에 출시되었습니다.이 버전에는 Clang 컴파일러, 실험적인 대칭 멀티프로세싱 지원, procfs 및 ext2fs 파일 시스템 지원, GNU 디버거(GDB)를 포함한 많은 새로운 기능이 있습니다.부트 로더, libc 및 각종 유틸리티 및 [32]기타 라이브러리를 포함한 NetBSD의 여러 부분도 릴리스에 통합되어 있습니다.

MINIX 3.3.0은 2014년 9월에 출시되었습니다.이 릴리스는 x86과 더불어 ARM 아키텍처를 지원하는 첫 번째 버전입니다.또한 수천 개의 NetBSD 패키지가 개봉 즉시 실행되어 NetBSD 사용자 랜드도 지원합니다.

마스코트

MINIX 3의 마스코트 록키 라쿤.

록키 라쿤은 MINIX [33]3의 마스코트이다.

미니콘

MINIXCon은 MINIX와 관련된 대화, 노력, 연구를 공유하는 컨퍼런스입니다.

그것은 2016년에 한번 열렸다.MINIXCon2017은 제출된 [34][35]협의가 없어 취소되었다.

「 」를 참조해 주세요.

메모들

  1. ^ a b c BSD-3-제4절과 함께 중지합니다.

레퍼런스

  1. ^ a b c "The Minix license". Archived from the original on 2005-11-24. Retrieved 2005-11-24.
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추가 정보

외부 링크

Wikibooks는 다음 주제에 대한 책을 가지고 있습니다: Minix 3