загрузки xv6 погрузчик: Чтение секторов с диска с использованием CHS

Иван Иванов:

Я пытался обернуть мою голову вокруг C части ботинка xv6 погрузчика (вопрос ниже кода)

void
bootmain(void)
{
  struct elfhdr *elf;
  struct proghdr *ph, *eph;
  void (*entry)(void);
  uchar* pa;

  elf = (struct elfhdr*)0x10000;  // scratch space

  // Read 1st page off disk
  readseg((uchar*)elf, 4096, 0);

  // Is this an ELF executable?
  if(elf->magic != ELF_MAGIC)
    return;  // let bootasm.S handle error

  // Load each program segment (ignores ph flags).
  ph = (struct proghdr*)((uchar*)elf + elf->phoff);
  eph = ph + elf->phnum;
  for(; ph < eph; ph++){
    pa = (uchar*)ph->paddr;
    readseg(pa, ph->filesz, ph->off);
    if(ph->memsz > ph->filesz)
      stosb(pa + ph->filesz, 0, ph->memsz - ph->filesz);
  }

  // Call the entry point from the ELF header.
  // Does not return!
  entry = (void(*)(void))(elf->entry);
  entry();
}

void
waitdisk(void)
{
  // Wait for disk ready.
  while((inb(0x1F7) & 0xC0) != 0x40)
    ;
}

// Read a single sector at offset into dst.
void
readsect(void *dst, uint offset)
{
  // Issue command.
  waitdisk();
  outb(0x1F2, 1);   // count = 1
  outb(0x1F3, offset);
  outb(0x1F4, offset >> 8);
  outb(0x1F5, offset >> 16);
  outb(0x1F6, (offset >> 24) | 0xE0);
  outb(0x1F7, 0x20);  // cmd 0x20 - read sectors

  // Read data.
  waitdisk();
  insl(0x1F0, dst, SECTSIZE/4);
}

// Read 'count' bytes at 'offset' from kernel into physical address 'pa'.
// Might copy more than asked.
void
readseg(uchar* pa, uint count, uint offset)
{
  uchar* epa;

  epa = pa + count;

  // Round down to sector boundary.
  pa -= offset % SECTSIZE;

  // Translate from bytes to sectors; kernel starts at sector 1.
  offset = (offset / SECTSIZE) + 1;

  // If this is too slow, we could read lots of sectors at a time.
  // We'd write more to memory than asked, but it doesn't matter --
  // we load in increasing order.
  for(; pa < epa; pa += SECTSIZE, offset++)
    readsect(pa, offset);
}

Таким образом , он использует в CHS схемы адресации , то есть, он выводит индекс сектора, номер цилиндра и номер головки на диск порты и выдает команду чтения (см readsect(dst, offset)).

offsetПараметр , принятый этой функция , как предполагается, содержит смещение от начала диска в секторах. Например , если вы передаете в 0x01000203качестве смещения ( 16777731в десятичной системе ) она будет разбить его на 0x03как индекс сектора, 0x0002как количество цилиндров, а 0x01также номер головки. Проблема заключается в том, что индекс сектора не может перейти от 0x00к 0xFF, он может пойти только 0x01к 0x3F( 1к 63в десятичной системе ), так что эта схема адресации не соприкасаются. Так , например, offset 0x100002EEбудет недействительным , как не существует индекс сектора 0xEE.

Я не очень понимаю , как ядро по - прежнему успешно загружена в память. В readseg()функции становится ясно , что вы можете передать любое смещение в памяти к нему, он преобразует его смещение сектора и перейти к readsect()потенциально пропусканию индекс недопустимого сектора. Было бы хорошо , если размер ядра не превышала 63 * 512 = 32256байт, таким образом , никогда не достигая показателей недопустимые сектора, но это на самом деле вокруг 170K.

Что происходит?

Брендан:

Что происходит?

Жесткий диск не используется CHS адресации, но на самом деле, используя (28-бит) LBA адресации. В этом случае, регистры IDE / ATA контроллера, который были бы для «сектора, цилиндр низкого, высокого цилиндра, головки» в режиме CHS становится «LBA биты от 0 до 7, ЛАБ бит от 8 до 15, ЛАБ биты с 16 по 23, LBA биты от 24 до 27" вместо этого.

Обратите внимание, что этот код все еще очень плохо (например, не проверяет, если читать команда вернула ошибку, вероятно, делает безумные предположения о существовании и конфигурации партий нескольких частей аппаратных средств и т.д.); и настоящий загрузчик не может сделать эти предположения и в основном нужно использовать микропрограмму для загрузки данных с диска (потому что это непрактично загрузчик поддерживают все контроллеры RAID, AHCI / SATA, SCSI контроллеры, контроллеры USB и устройство, ... ). Однако xv6 это «учение OS» (который в основном означает, что она учит вас смесью плохих идей и бессмыслицы ради зубрежки иллюзии знания в месяц промежуток времени в ~ 3).