biosboot

biosboot(古い内容で書きかけだったりする)

biosbootの処理概要

biosbootはOpenBSDパーティションのPBRに書込まれているプログラムです。ここからkernelイメージをロードして....と行きたいところですが、bisobootはいきなりkernelイメージをロードしません。その前にCPU周りの初期化やHWの検出を行い、kernelのプログラムが動作できる状態を作る必要があるからです。bisobootは、基本的な初期化を行なうboot loaderdを読込み、boot loaderdがkernelを立上げる事になります。

arch/i386/stand/biosboot/biosboot.S

1. Bootstrap codeへジャンプ

PBRの先頭には、Bootstrap codeへのjump codeが書かれている。mbrの処理から処理が移った最初にこれが実行される。

2. Segment Registerの設定

コードセグメントの調整

ロングジャンプを行ない、CS Registerの値をBOOTSEGの値に再設定する。

スタックの設定

Stack Segment register(SS)を0x0000に設定した後、Stack Pointer Register(SP)をBOOTSTACKOFFに設定する。これによりStackは0x0000:0x7BFCからとなる。(コメントには0x079FFからと書いてあるが間違え？でも0x7BFCだとrelocate MBRが破壊されてしまう)

データセグメントの設定

Data Segment Register(DS)レジスタをBOOTSEGに設定

address		register
0000:0000(0x00000)		← ss:0x0000
07A0:0000(0x07A00)	relocation MBR
07B0:01FF(0x07CFF)	↑ stack??	← sp:0x7BFC
07C0:0000(0x07C00) 07C0:01FF(0x07DFF)	biosboot	← cs,ds:0x07C0

図 1.5: 設定後のRegister

56-58行: Bootstrap Loaderへジャンプ; 90行目にジャンプする。

61行: OEM Nameのデータ("OpenBSD")

64-73行: BPBのデータ

75-83行: EBPBのデータ

89-90行: コードセグメントの調整; ロングジャンプをすることにより、Code SegmentをBOOTSEGに再設定する。

96行～101行: スタックの設定; 割り込み禁止。; Stack Segment register(SS)を0に設定。; Stack Pointer Register(ESP)をBOOTSTACKに設定。; Stackは0x0000:0xfffc; 設定後、割り込み許可に戻す。

103行～105行: データセグメントの設定; Data Segment Register(DS)ををBOOTSEGに設定。

120-121行: コンソールに"reading boot"を表示
reading boot

123行～158行

boot プログラムの読込み

ここではINT13Hを使いbootプログラムの読出しを行う

読出しに使う情報はblock_countとblock_tableに格納されている。

block_count	読込み回数
block_table	HDD上の読込み位置と読込みセクター数がかかれていて、最大64個エントリー出来る
	size	意味
	word	cylinder/sector
	byte	head
	byte	読込むセクター数

・124行～125行: 転送先の設定(ES register); 読込んだプログラムの転送先(ES register)を0x4000(LOADADDR >> 4)番地に設定; LOADADDRはMakeから渡される定数であり、sys/arch/i386/stand/Makefile.incに0x4000と定義されている

・127行～129行: HDDからの読込み回数を設定; block_count から読込み回数(CX register)を設定

・130行～142行: HDDの読出し位置を設定; 読出し回数(CX register)をスタックに待避; progress indicatorを画面に表示
reading boot ....; block_tableから読出し場所の cylinder/sector (CX register), head (DH register),読込むセクター数(AH register)を設定; ドライブ番号(DL register)はMBRで設定した値を使用

・143行～144行: INT13Hの実行; INT13H実行してファイルを読込む。

・146行～149行: エラー時の処理; INT13Hがエラーの場合"Read error"を画面に表示してHALTする。
reading boot ....
Read error

・151行～158行: 次の転送先を計算; 読出しsector数 * 512 byte = 次の転送先のオフセット(BX register); 読出し回数(CX register)をスタックから取出し、Loop命令を実行

164行～176行: boot プログラムのmagic番号をチェック; bootプログラムの最初の4byteにはELF magic NO("\177ELF")が格納されている。; ELF magic NOを読込み、2byte目がLFMAGICかチェック; ELF magic NOが不一致の場合、"Bad magic"と画面に表示してHALTする
Using Drive: 0 Partition: 1
reading boot ....
Bad magic

188行～193行: Boot プログラムに処理を移行; 起動ドライブ番号をスタックに格納; Boot Magic番号:BOOTMAGICをスタックに格納
BOOTMAGICはMakeから渡される定数であり、sys/arch/i386/stand/Makefile.incに0xc001d00dと定義されている; Boot プログラム(LINKADDR >> 4)番地にジャンプ
LINKADDRCはMakeから渡される定数であり、Bootプログラムの開始アドレスを示していて、sys/arch/i386/stand/Makefile.incに0x40120と定義されている