FreeBSD操作系统的boot2阶段 _云知道

也许你想知道，为什么boot2是在boot0之后，而不是在boot1之后。事实上，也有一个512字节的文件boot1存放在目录/boot里，那是用来从一张软盘引导系统的。从软盘引导时，boot1起着boot0对硬盘引导相同的作用:它找到boot2并运行之。
你可能已经看到有一文件/boot/mbr 。这是boot0的简化版本。mbr中的代码不会显示菜单让用户选择，而只是简单的引导被标志的分区。
实现boot2的代码存放在目录sys/boot/i386/boot2/里，对应的可执行文件在/boot里。在/boot里的文件boot0和boot2不会在引导过程中使用，只有boot0cfg这样的工具才会使用它们。boot0的内容应在MBR中才能生效。boot2位于可引导的FreeBSD分区的开始。这些位置不受文件系统控制，所以它们不可用ls之类的命令查看。
boot2的主要任务是装载文件/boot/loader，那是引导过程的第三阶段。在boot2中的代码不能使用诸如open()和read()之类的例程函数,因为内核还没有被加载。而应当扫描硬盘，读取文件系统结构，找到文件/boot/loader，用BIOS的功能将它读入内存，然后从其入口点开始执行之。
除此之外，boot2还可提示用户进行选择，loader可以从其它磁盘、系统单元、分区装载。
boot2 的二进制代码用特殊的方式产生：
sys/boot/i386/boot2/Makefile
boot2: boot2.ldr boot2.bin ${BTX}/btx/btx
btxld -v -E ${ORG2} -f bin -b ${BTX}/btx/btx -l boot2.ldr
-o boot2.ld -P 1 boot2.bin这个Makefile片断表明btxld(8)被用来链接二进制代码。BTX表示引导扩展器(BooT eXtender)是给程序(称为客户(clIEnt))提供保护模式环境、并与客户程序相链接的一段代码。所以boot2是一个BTX客户，使用BTX提供的服务。
工具btxld是链接器，它将两个二进制代码链接在一起。btxld(8)和ld(1)的区别是ld通常将两个目标文件链接成一个动态链接库或可执行文件，而btxld则将一个目标文件与BTX链接起来，产生适合于放在分区首部的二进制代码，以实现系统引导。
boot0执行跳转至BTX的入口点。然后，BTX将处理器切换至保护模式，并准备一个简单的环境，然后调用客户。这个环境包括：
虚拟8086模式。这意味着BTX是虚拟8086的监视程序。实模式指令，如pushf, popf, cli, sti, if，均可被客户调用。
建立中断描述符表(Interrupt Descriptor Table, IDT)，使得所有的硬件中断可被缺省的BIOS程序处理。建立中断0x30，这是系统调用关口。
两个系统调用exec和 exit的定义如下:
sys/boot/i386/btx/lib/btxsys.s:
.set INT_SYS,0x30# 中断号
#
# System call: exit
#
__exit: xorl 陎,陎　# BTX系统调用0x0
int $INT_SYS#
#
# System call: exec
#
__exec: movl $0x1,陎　# BTX系统调用0x1
int $INT_SYS#
BTX建立全局描述符表(Global Descriptor Table, GDT):
sys/boot/i386/btx/btx/btx.s:
gdt:.Word 0x0,0x0,0x0,0x0# 以空为入口
.word 0xffff,0x0,0x9a00,0xcf# SEL_SCODE
.word 0xffff,0x0,0x9200,0xcf# SEL_SDATA
.word 0xffff,0x0,0x9a00,0x0 # SEL_RCODE
.word 0xffff,0x0,0x9200,0x0 # SEL_RDATA
.word 0xffff,MEM_USR,0xfa00,0xcf# SEL_UCODE
.word 0xffff,MEM_USR,0xf200,0xcf# SEL_UDATA
.word _TSSLM,MEM_TSS,0x8900,0x0 # SEL_TSS客户的代码和数据始于地址MEM_USR(0xa000)，选择符(selector) SEL_UCODE指向客户的数据段。选择符 SEL_UCODE 拥有第3级描述符权限(Descriptor Privilege Level, DPL)，这是最低级权限。但是INT 0x30 指令的处理程序存储于另一个段里，这个段的选择符SEL_SCODE (supervisor code)由有着管理级权限。正如代码建立IDT(中断描述符表)时进行的操作那样:
mov $SEL_SCODE,%dh　# 段选择符
init.2: shr %bx # 是否处理这个中断？
jnc init.3　# 否

FreeBSD操作系统的boot2阶段

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