GRUBカーネル突入

ソースコード

ここを参照しながら読んでみてください。
ソースコード

GRUBカーネル

前回の続きです。

私の頭の上の消しゴム

Linux勉強　パート10　GRUBコード　GRUBカーネル

https://killing-time.work/2019/04/07/linux勉強　パート10　grubコード　grubカーネル

GRUBカーネル突入ソースコードここを参照しながら読んでみてください。GRUB後半コードソースコードソースコードGRUBカーネルの実行前回の記事でA20マスクの機能を停止させる処理を行ったので今回はその続きです。GRUBの後半部分は圧縮されているのでそれを展開する処理を行います。最初のソースコードを参照してください。リアルモードからプロテクトモードへの移行やA20マスクなどを勉強していましたが、本筋の処理に戻って続きからです。LOCAL (codestart): cli xorw %ax, %ax movw %ax, %ds movw %ax, %ss movw %ax, %es movl $GR...

start:
#ifdef __APPLE__
LOCAL(start):
#endif
	.code32
	movl	%ecx, (LOCAL(real_to_prot_addr) - _start) (%esi)
	movl	%edi, (LOCAL(prot_to_real_addr) - _start) (%esi)
	movl	%eax, (EXT_C(grub_realidt) - _start) (%esi)
#ifdef __APPLE__
	movl	$EXT_C(_edata), %ecx
	subl    $LOCAL(start), %ecx
#else
	movl	$(_edata - _start), %ecx
#endif
	movl	$(_start), %edi
	rep
	movsb
	movl	$LOCAL (cont), %esi
	jmp	*%esi


LOCAL(cont):
#if 0
	/* copy modules before cleaning out the bss */
	movl	EXT_C(grub_total_module_size), %ecx
	movl	EXT_C(grub_kernel_image_size), %esi
	addl	%ecx, %esi
	addl	$_start, %esi
	decl	%esi
	movl	$END_SYMBOL, %edi
	addl	%ecx, %edi
	decl	%edi
	std
	rep
	movsb
#endif
#ifdef __APPLE__
	/* clean out the bss */
	movl	$EXT_C(_edata), %edi
	/* compute the bss length */
	movl	$GRUB_MEMORY_MACHINE_SCRATCH_ADDR, %ecx
#else
	/* clean out the bss */
	movl	$BSS_START_SYMBOL, %edi
	/* compute the bss length */
	movl	$END_SYMBOL, %ecx
#endif
	subl	%edi, %ecx
	/* clean out */
	xorl	%eax, %eax
	cld
	rep
	stosb
	movl	%edx, EXT_C(grub_boot_device)
	/*
	 *  Call the start of main body of C code.
	 */
	call EXT_C(grub_main)

GRUBカーネルスタート

esiには展開先のアドレスが保存されています。

ecxに入れておいたreal_to_protのアドレスの値ををreal_to_prot_addrへ、prot_to_realをprot_to_real_addrへ保存します。
real_to_prot_addrのラベルの通り、メモリにreal_to_protサブルーチンのアドレスを保存しています。
プロテクトモードへ移行しても頻繁にリアルモードと切り替える必要があるの為こうしているのだと思われます。

同じようにrealidtにリアルモードのidtを格納。
これでリアルモードとプロテクトモードの行き来ができます。

prot_to_real_addrの構造

先へ進む前にprot_to_real_addrとprot_to_real_addrの構造を見てみます。

LOCAL(real_to_prot_addr):
	.long 0
LOCAL(prot_to_real_addr):
	.long 0
	.macro PROT_TO_REAL
	movl	LOCAL(prot_to_real_addr), %eax
	call	*%eax
	.endm
	.macro REAL_TO_PROT
	movl	LOCAL(real_to_prot_addr), %eax
	DATA32	call	*%ax
	.endm

リアルモードとプロテクトモード用のそれぞれのラベルにはサブルーチンのアドレス用のlong長の大きさとマクロが用意されています。

処理の続きに戻ります。

movl $(_edata – _start), %ecx
はデータ領域の最後を示せすラベル_edataから_startを引いてコピーする大きさを決定します。
これはstartup.Sは0x100000に展開されていますが、実行するアドレスは0x09000にリンクされているためです。
つまりedataから_startの差の回数rep処理movsb命令を反復し0x100000に読み込まれた値を0x09000へ移し変えています。
0x09000へ移し変えてから移動します。

移動したcontへジャンプしてbss領域をクリアしていきます。

bss領域を更新する為にediにbss始まりのアドレスをecxに終わりのアドレスを格納し差を計算。
その回数分stosb命令でaxに格納した0でbssの開始アドレスから順にbssの終わりまで埋めていきます。
bssの準備が出来ました。

call EXT_C(grub_main)
でC言語で書かれたgrubのカーネルへ移動します。

bss領域

bssは初期化される時に0を含む変数の領域です。
.data領域との違いは簡単に言うと初期値があるかないか。
.data領域は初期値を設定しますが、.bssはサイズなのどの情報のみです。