UNIX V7のブート 4

PDP-11が起動し最初にディスクから読み出されるコードは、ディスクの先頭に書かれているブートプログラムです。そのソースコードは、/usr/mdec/rpuboot.s です。UNIX V6だと、このプログラムがUNIXカーネルをディスクから読み出して実行するのですが、V7では、/bootを読み込んで実行します。そしてbootがUNIXカーネルを読み込んで実行します。bootのソースコードは、/usr/src/cmd/standaloneにあります。

ブートプログラムはアセンブリ言語で書かれています。コードのメインの部分を見ていきます。

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/ now start reading the inodes / starting at the root and / going through directories 1:     mov $names,r1     mov $2,r0           / ルートディレクトリのinode番号 1:     clr bno     jsr pc,iget             tst (r1)            / namesの終端か     beq 1f 2:     jsr pc,rmblk        /         br start        / rmblkが正常の終了の場合はスキップ     mov $buf,r2         / r2 = buf[] 3:     mov r1,r3           / r3 = names[]     mov r2,r4           / r4 = buf[]     add $16.,r2         / r2 = 次のディレクトリエントリ     tst (r4)+           / inodeは空か     beq 5f 4:     cmpb    (r3)+,(r4)+ / ファイル名の比較     bne 5f     cmp r4,r2           /     blo 4b     mov -16.(r2),r0     / r0 = inode番号     add $14.,r1         /     br  1b 5:     cmp r2,$buf+512.    /     blo 3b              / buf[]の最後でない     br  2b              / buf[]の最後   / read file into core until / a mapping error, (no disk address) 1:     clr r1              / r1 = 0 1:     jsr pc,rmblk         br 1f     mov $buf,r2 2:     mov (r2)+,(r1)+     cmp r2,$buf+512.     blo 2b     br  1b 1:     clr r1

6−９行で、ルートディレクトリのinodeを読み込んでいます。igetは、r0で指定した番号のinodeをinode[]にコピーします。

13行は、rmblkでルートディレクトリをbuf[]に読み込みます。15行目からは、1エントリごとにファイル名とnames[]を比較します。

一致した場合は、27行でinode番号をr0に読み込みます。r1に14を足して8行目に飛び、igetでファイル名が一致したファイルのinodeを読み込みます。

11行でファイル名が終わっていることを確認し、38行目からinodeのdi_addr[]に沿ってファイルをメモリーに読み込んでいきます。

次のリストは igetです。

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/ get the inode specified in r0 iget:     add $15.,r0     mov r0,r5     ash $-3.,r0         / r0 = (r0 + 15) / 8     bic $!17777,r0      / r0 &= 0x01fff     mov r0,dno     clr r0     jsr pc,rblk     bic $!7,r5          / r5 &= 0x0007     ash $6,r5           / r5 *= 64     add $buf,r5         / r5 += buf     mov $inod,r4 1:     mov (r5)+,(r4)+     cmp r4,$inod+64.     blo 1b     rts pc

3-6行でinode番号をinodeが存在しているブロック番号に変換し、9行でそのブロックをbuf[]に読み込んでいます。

10-12行で目的のinodeのbuf[]内でのオフセットを求め、13ｰ17行でinode[]にコピーしています。

次のrmblkは、bnoで指定されたブロックを、inode内のdi_addr[]に従ってbuff[]に読み込みます。

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/ read a mapped block / offset in file is in bno. / skip if success, no skip if fail / the algorithm only handles a single / indirect block. that means that / files longer than 10+128 blocks cannot / be loaded. rmblk:     add $2,(sp)         / リターンアドレスを2増やす     mov bno,r0     cmp r0,$10.     blt 1f     mov $10.,r0         / 間接参照 1:     mov r0,-(sp)        /     asl r0              /     add (sp)+,r0        / r0 = bno * 3     add $addr+1,r0      / r0 += di_addr + 1     movb    (r0)+,dno       movb    (r0)+,dno+1 / dno = ブロック番号の下位2バイト     movb    -3(r0),r0   / ブロック番号の上位1バイト     bne 1f     tst dno     beq 2f 1:     jsr pc,rblk         / ブロック読み込み     mov bno,r0     inc bno     sub $10.,r0     blt 1f              / 直接参照ならリターン     ash $2,r0           / r0 *= 4     mov buf+2(r0),dno   / dno = ディスク番号の下位2バイト     mov buf(r0),r0      / r0 = ディスク番号の上位2バイト     bne rblk     tst dno     bne rblk 2:     sub $2,(sp) 1:     rts pc

ブロック番号が0から9までは直接参照で10は間接参照になりますが、コメントにあるとおり、2重間接参照には対応していません。

13行でブロック番号10以上は、間接参照に対応するため10に固定しています。

15-18行で、ブロック番号からdi_addr[]内でのディスク番号下位2バイトのオフセットを求めています。

22-24行は、ブロック番号が0だった場合、rmblkを呼び出した直後のアドレスにリターンします。

26-30行で、ブロックを読み込んだ後、直接参照の場合はリターンします。

31行目からは間接参照の処理で、29行で10引かれたディスク番号を4倍しオフセットを求め、先に読み込んだブロックからブロック番号を取り出します。

34-36行で、番号が０でなければブロックを読み出します。

ブロックが正常に読み込まれた場合は、9行でリターンアドレスが＋２されているので、rmblkを呼び出した次の命令をスキップします。

これで、UNIXが起動する第一段階を追いかけられました。次は、2段階目の/bootになります。