rkubootの動作

SIMHのPDP-11エミュレータを使用してUNIXv6について学んでいます。同様の試みはオンラインでも書籍でも数多く存在していますが、カーネル本体がメモリ上にロードされた以降を対象にしているようです。もちろんそれで何の問題もないのですが、いきなりカーネルを学ぶよりも、助走のつもりで、ディスク上のブートローダがカーネルをメモリに読み込むところから調べてみることにしました。UNIXv6のブートローダは、ディスク毎に分かれているようですが、RK05用のrkubootを対象にします。

 

rkubootはスクリプト「run」で作られています。主要部分は「fsboot.s」です。ブート手順については「SETTING UP UNIX - Sixth Edition」の「Booting UNIX」に書かれているとおりです。まずPDP-11のフロントパネルからブートローダをメモリ上に置くプログラムを入力し、実行します。そして読み込まれたブートローダを実行すると、プロンプト「@」が出力されるので、カーネル名称として（例えば）「rkunix」を入力します。こうするとブートローダがカーネルを読込み、制御を移し、カーネルが動き出します。

 

ブートローダ「rkuboot」の概要は上述したとおりですが、「fsboot.s」を追いかけてみると、次のような処理をしていました。

1. 0番地に置かれている自分自身を137000番地に移す。こうしておかないと、カーネルを読み込もうとした際に、ブートローダ自身が上書きされて壊れてしまいます。
2. プロンプト「@」を出力し、カーネルのパス名を入力させまる。ここで、mbootにあったような特殊文字「#」や「@」のハンドリングはありません。またカーネルが階層ディレクトリに置かれている場合でも対処できる処理になっています。
3. 入力されたカーネル名称をファイルシステムから探します。FILE SYSTEM(V)にも明記されているとおり、i番号の「1」がルートディレクトリなのが決まりですから、それを前提に探します。そしてルートディレクトリ（またはサブディレクトリ）に指定されたカーネルが見つかれば、そのi番号をからi-nodeを参照してディスク上のカーネルをメモリに読み込みます。

 

ブートローダですから、上記した内容が全てですが、これらの処理を512バイト以内に納める必要があります。あまり複雑な処理とか、エラーチェックとかをしている余裕がないようで、ある種の「割り切り」があるように思います。例えば、fsboot.sのコメントには「huge algorithm is not implemented」とありますが、これは今日のUNIXにもある「二重間接参照」は実装されていないということのようです。実際問題として、二重間接参照が必要となるほどカーネルは大きくないので、実装しなくても実用上問題ないという「 割り切り」があるのでしょう。他にもエラーチェックなどをしない箇所がありますが、それも「普通そういう事態にはならないはず」という「割り切り」があるのだと思います。