Bootvorgang des DSM-Systems Systems Plurix

Transkript

1 Bootvorgang des DSM-Systems Systems Plurix Stefan Frenz Vortrag im Rahmen der Abteilungsbesprechung Voraussetzungen: CPU CPU-Modi Voraussetzungen: BIOS Rechner-Initialisierung durch das BIOS Interrupt 13h (Speichermedien) Interrupt 19h (Bootvorgang) Voraussetzungen: Speicher Speicherlayout vor Interrupt 19h Speicherlayout beim Plurix-Start Standard / Alternativ mittels Disk Standard / Alternativ mittels Etherboot Standard mittels EPROM Inhalt 1 CPU-Modi Voraussetzungen: CPU Real Mode ab 8086 Adressraum 1 MB Segment-Beschränkung 64 KB Logische = physikalische Adresse Protected Mode ab Adressraum 4 GB Keine Segment-Beschränkung Paging und virtuelle Adressen 16 Bit Segment Bit Offset + 36C8 20 Bit Adresse = 15A08 16 Bit Selector Bit Basis 0 32 Bit Offset + 15A08 Logische Adr. = 15A08 GDT / LDT Vom OS verwaltet Paging (hier deaktiviert) 2 Physik. Adr. 15A08

2 Voraussetzungen: BIOS Rechner-Initialisierung durch das BIOS Download eventueller Mikrocode-Updates auf die CPU Initialisierung der CPU (Real Mode, Kompatibilität zu 8086) Initialisierung der Board-Komponenten inkl. PCI/AGP-Bus Ausführung des Graphikkarten-BIOS Test und Initialisierung von Speicher und Peripherie Dabei auch Einblendung von BIOS-Erweiterung-ROMs BIOS-Erweiterung-ROMs Suche und Einblendung Ausführung Erstellung einer Bootreihenfolge Booten mittels Interrupt 19h 3 Interrupt 13h (Speichermedien) Voraussetzungen: BIOS BIOS-Code nur für Real Mode Beschränkung des Adressraums auf 1 MB Grundlegende Funktionen zum Zugriff auf Speichermedien Funktion 00h: Reset Funktion 02h: Sektor(en) lesen Funktion 03h: Sektor(en) schreiben Funktion 08h: Laufwerksparameter abfragen Vorhandene Disketten-Funktionen nur rudimentär Pro Aufruf darf nur ein DMA-Segment gelesen/geschrieben werden Pro Aufruf darf nur eine Zylinder-Kopf-Kombination verwendet werden Bei Lesefehlern mindestens dreimalig Reset und Retry durchführen 4

3 Interrupt 19h (Bootvorgang) Voraussetzungen: BIOS BIOS-Initialisierung vollständig abgeschlossen PCI-Geräte initialisiert ROMs eingeblendet und ausgeführt Bootable Devices aufgelistet und nach BIOS-Vorgabe sortiert Bootvorgang Ermitteln des ersten / nächsten Bootable Device Test auf Signatur, bei Signatur- oder Lesefehler: nächstes Device Einsprung des Codes Bei Rückkehr des Codes mittels RETF oder INT 18h: nächstes Device Bootdevice Diskette / Festplatte BIOS lädt ersten Sektor nach 07C0:0000 Einsprung nach 07C0: Speicherlayout vor Interrupt 19h Voraussetzungen: Speicher Speicherende Frei Im Real Mode nicht zugreifbar? F0000-FFFFF E0000-EFFFF C0000-CFFFF A0000-BFFFF 9FFFF 7E00 7C00-7DFF 7BFF 0 Mainboard-BIOS Platz für Erweiterungs-ROMs (sonst frei) Video-ROM Video-RAM frei Zielbereich für Disk-Bootsektoren z.t. BIOS-Variablen, sonst frei 128K 608.5K 0.5K 31K 6

4 Speicherlayout beim Plurix-Start Voraussetzungen: Speicher Speicherende Frei? FFFFFF FFFFF F0000-FFFFF E0000-EFFFF C0000-CFFFF A0000-BFFFF 9FFFF 7E00 7C00-7DFF BFF FFF 0-1FFF Plurix-Image Stack Mainboard-BIOS Platz für Erweiterungs-ROMs (sonst frei) Video-ROM Video-RAM Eventuell Image-Teile, für Benutzung frei Bootstrap-Code und Image-Informationen frei System-/Compiler-/Kernel-Variablen frei Max. 8M 7M 128K 608.5K 0.5K 19K 4K 8K 7 Standard-Booten mittels Disk Ausgeführter Code liegt bei 07C0:0000 Laden des kompletten Image-Blocks nach 1000:0000 Kopieren des primären Image an die vom Compiler vorgegebene Adresse (oberhalb 8 MB) Bei Einsatz eines Dekompressors Eventuell vorhandenes komprimiertes Image liegt im direkten Anschluss an primäres Image, also bei 10000h+(Größe des primären Images) Dekompressor benötigt Informationen aus Bootsektor Image-Größe maximal 576 KB 8

5 Alternatives Booten mittels Disk Ausgeführter Code liegt bei 07C0:0000 Umschalten in den Flat Mode (Real Mode mit 4-GB-Segment) Schrittweises Laden des Image-Blocks, sofortiges Umkopieren an die vom Compiler vorgegebene Adresse Einsatz eines Dekompressors nicht möglich Image-Größe nur durch Disk beschränkt 9 Standard-Booten mittels Etherboot Ausgeführter Code liegt bei 8FE0:0000 Image liegt bereits bei 1000:0000 Umkopieren des Bootcodes nach 07C0:0000 Kopieren des primären Image an die vom Compiler vorgegebene Adresse oberhalb 8 MB Einsatz eines Dekompressors wie bei Standard-Disk möglich Image-Größe maximal 511 KB 10

6 Alternatives Booten mittels Etherboot Ausgeführter Code liegt bei 8FE0:0000 Image liegt bereits an der vom Compiler angegeben Adresse Umkopieren des Bootcodes nach 07C0:0000 Einsatz eines Dekompressors nicht möglich Keine Beschränkung der Image-Größe 11 Booten mittels EPROM Adresse von Code und Image nicht fix Umkopieren des Bootcodes nach 07C0:0000 Umkopieren des Image nach 1000:0000 Kopieren des primären Image an die vom Compiler vorgegebene Adresse (oberhalb 8 MB) Einsatz eines Dekompressors wie bei Standard-Disk möglich Image-Größe durch ROM (maximal 64 KB) beschränkt 12