UNIX V6 のカーネルローダーをCで実装してみる

UNIX V6のinode、ファイルシステムの勉強がてらカーネルローダーを自作してみた。

やってることはfsboot.sとほぼ同じで、PDP-11(simh)のrk05ディスクドライブから、カーネルのバイナリを探してロードして起動する。

とりあえず方針として、

・できるだけC言語で実装する

・高速化は考えない（シンプルに実装する）

・カーネルファイル名は"unix"で探す

とした。以下ソース。

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"ld.scr"
ENTRY(start)
SECTIONS
{
  . = 24*2048-512;
  .text : {
    *(.text)
    *(.rodata)
  }
  .data : {
    *(.data)
  }
  .bss :  {
    *(.bss)
  }
  end = .;
}



"start.S"
	.GLOBAL _cstart

	STACK = 24*2048-514

	.text
	.even
	.globl	start
start:
	mov     $STACK, sp
	jsr     pc, _cstart
	mov     $start,-(sp)
	clr     pc

	.end   


"inod.h"
typedef unsigned int uint16_t;
typedef int int16_t;

struct	inode {
  uint16_t i_mode;
  char i_nlink;
  char i_uid;
  char i_gid;
  char i_size0;
  uint16_t i_size1;
  uint16_t i_addr[8];
  int16_t i_atime[2];
  int16_t i_mtime[2];
};

typedef struct inode inode_t;

/* modes */
#define	IALLOC	0100000
#define	IFMT	060000
#define	IFDIR	040000
#define	IFCHR	020000
#define	IFBLK	060000
#define	ILARG	010000
#define	ISUID	04000
#define	ISGID	02000
#define ISVTX	01000
#define	IREAD	0400
#define	IWRITE	0200
#define	IEXEC	0100


"main.c"
#include "ino.h"
#define RK11_CTL_REG_ADDR (0177400)
#define CODE_ADDR (((unsigned int)24*2048)-512)
#define INODE_BUF_ADDR (CODE_ADDR-1024)
#define RKRDY (1<<7)

struct dir_info {
  uint16_t ino;
  char name[14];
};

struct rk11 {
  uint16_t rkds; // 0177400
  uint16_t rker; // 0177402
  uint16_t rkcs; // 0177404
  uint16_t rkwc; // 0177406
  uint16_t rkba; // 0177410
  uint16_t rkda; // 0177412
};

static volatile struct rk11 *rk11_p = (struct rk11*)RK11_CTL_REG_ADDR;
static volatile inode_t *inod = (inode_t*)INODE_BUF_ADDR;
static volatile int *buf = (int*)INODE_BUF_ADDR+sizeof(inode_t);

/*----------------------------------
 -----------------------------------*/
void memcpy(volatile void *dst, volatile void *src, int n)
{
  while(n--)
    *(char*)dst++ = *(char*)src++;
}
int streq(char *src, char *dst)
{
  while(*src != 0 && *dst != 0) 
    if(*src++ != *dst++) return 0;
  return 1;
}
void read_blk(volatile void *buf, int blk_no)
{
  unsigned int cylnd = (blk_no/12)>>1;
  unsigned int plane = (blk_no/12)&1;
  unsigned int sect = (blk_no%12);

  rk11_p->rkda = (cylnd<<5)|(plane<<4)|sect;
  rk11_p->rkba = (uint16_t)buf;
  rk11_p->rkwc = -256;
  rk11_p->rkcs = 5;    // READ & GO

  while(!(rk11_p->rkcs & RKRDY))
    ;
}
void iget(int ino)
{
  int blk_no = (31+ino)/16;
  int i_offset = 32*((31+ino)%16);

  read_blk(buf, blk_no);
  memcpy(inod, buf+i_offset, 32);
}
int cstart()
{
  static volatile void *zero_adr = 0;
  struct dir_info *dir_p;
  int i;

  // get root's inode info
  iget(1);
  read_blk(buf, inod->i_addr[0]);

  // get kernel inode info
  dir_p = (struct dir_info*)buf;
  for(i = 0; i < 512/16 && dir_p->name[0] != 0; i++, dir_p++) {
    if(streq(dir_p->name, "unix")) {
      iget(dir_p->ino);
      break;
    }
  }

  // read kernel binary file to address zero
  read_blk(buf, inod->i_addr[0]);
  for(i = 0; i < 256 && buf[i]!=0; i++) {
    read_blk(zero_adr+i*512, buf[i]);
  }  
  if( *(int*)zero_adr == 0407) {
    memcpy(zero_adr, zero_adr+020, inod->i_size1);
  }

  return 0;
}

---

バイナリファイルのサイズが512 byteに収まらなかった・・・。(771 byte）

gccの-Oオプションをつけると、実行に失敗するし。（pdp11のgccのバグかしら） 

まじめに収めようとすると、やはりアセンブラで組まないといかんかな。 

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