loadfile関数

loadfile関数では、Kernel imageのロードを行ないます。loadfile関数では、複数形式のロードをサポートしていて、"#ifdef"によって切り替えられるようになっています。

#define BOOT_ELF    /* ELF形式  imageのロードをサポート */
#define BOOT_AOUT   /* AOUT形式 imageのロードをサポート */
#define BOOT_ECOFFE /* COFF形式 imageのロードをサポート */

i386アーキテクチャではOpenBSD 3.4より、ELF formatがサポートされたので、"#ifdef"の定義にBOOT_ELFが定義されています。ここでは、ELFに限定して解析して行く事にします。

elf形式のkernelをロードするときの主な処理は次のようになります。

1. 引数から渡されたkernel名のファイルをopenします。
2. ファイルからELFヘッダ部分を読込みhdr構造体に格納します
3. ヘッダをチェックしてELF形式ならばelf_exec関数をcallします。ここでKernelのloadが行われます。
4. 正常に読込まれたらfile descriptorの値を、異常であったなら"-1"を返します。

最初に、ファイルヘッダの定義を行ないます。定義されるヘッダは次のようになり、hdrはこれらの共有体となります。

BOOT_ECOFFが定義されていればECOFF形式のヘッダ定義
BOOT_ELFが定義されていればELF形式のヘッダ定義
BOOT_AOUTが定義されていればAOUT形式のヘッダ定義

Kernel File Open

boot関数から渡された(第一引数)である、fname(最初のHDDからbootされたなら"/dev/rhd0a:/bsd"が渡されるだろう。)をOpenする。

Kernel Headerの読込み

Kernelのヘッダ部分だけを読込み、変数hdrにセットします。

ELF Headerのチェック

関数をcallする前に、Headerが正しいかチェックを行います。チェックするのはELF Header内の配列e_identで定義されるelf ID部分であり、この配列は次のような意味を持ちます。

配列e_identの詳細

変数	詳細
e_ident[EI_NIDENT]	index	define	内容
	0	EI_MAG0	マジックNO.0byte目 '\177'
	1	EI_MAG1	マジックNO.1byte目 'E'
	2	EI_MAG2	マジックNO.2byte目 'L'
	3	EI_MAG3	マジックNO.3byte目 'F'
	4	EI_CLASS	バイナリファイルのアーキテクチャ
			定義	意味
			ELFCLASSNONE	不正なクラス
			ELFCLASS32	32bit アーキテクチャを定義 ファイル空間と仮想アドレス空間が 4 ギガバイトまでのマシンに対応します。
			ELFCLASS64	64bit アーキテクチャを定義
	5	EI_DATA	プロセッサ固有のバイトオーダー指定
			定義	意味
			ELFDATANONE	未知のデータフォーマット
			ELFDATA2LSB	リトルエンディアン
			ELFDATA2MSB	ビッグエンディアン
	6	EI_VERSION	ELF 仕様書のバージョンナンバ
			定義	意味
			EV_NONE	不当なバージョン
			EV_CURRENT	現在のバージョン
	7	EI_OSABI	オペレーティングシステムとABIを識別
	8	EI_ABIVERSION	ABIのバージョンを識別
	9	EI_PAD	パディングの始め。これらのバイトは、予約されており、0 にセットされます。
	10-15	---	未定義(0 パディング)

ここでチェックするのは、上の図で背景が赤くなっている部分で、下記のチェックが正常の場合関数が呼ばれます。

1. e_index[0-3](マジックナンバー)がELFMAG("\177ELF")と一致するか。
2. e_ident[EI_CLASS](バイナリファイルのアーキテクチャ)が正しいか。
   ( 32bitアーキテクチャーの場合、ELFCLASS32と定義されいます。)

elf_exec関数をcall

チェックが正常ならばelf_exec関数をcallし、ヘッダ以外の部分の読込みを行なう。

elf_exec関数の引数一覧

/* boot 関数からの引数 */
marks[MARK_START] = DEFAULT_KERNEL_ADDRESS;  /* Kernelの最下位アドレス (IN) */
marks[MARK_ENTRY];                           /* プロセスを開始する仮想アドレスを示す(OUT) */
marks[MARK_NSYM];                            /* 1固定(OUT) */
marks[MARK_SYM];                             /* シンボルテーブルの最初(OUT) */
marks[MARK_END];                             /* Kernelの最上位アドレス(OUT) */
marks[MARK_MAX];                             /* */
flags=LOAD_ALL;                              /* 全てのsectionをロード */

fd;                                          /* KernelのFile Descriptor */
hdr.elf;                                     /* ELFのヘッダ */
elf_exec(fd, &hdr.elf, marks, flags);

正常終了の場合

読込んだkernelのサイズを表示し、ファイルディスクリプタを戻値として、boot関数に戻ります。

reading boot ....
Probing:pc0 com1 com2 apm pci mem[639K 253M a20=on] disk:fd0 hd0
>>OpenBSD/i386 BOOT 2.02
boot>
booting hd0a:/bsd: 4059136+838332 [58+204340+181750] = 0x56cfd0
	  

異常終了の場合

openしているファイルをcloseして、(-1)を戻値として、boot関数に戻ります。