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# 13.2 自举

自举一个程序是依赖机器的操作。多数机器上，这一操作由称为控制台处理器（console processor）的辅助处理器或控制台监视器（console monitor）支持。控制台监视器程序驻留在非易失存储中，CPU 复位时自动被调起。控制台设施应支持独立程序的引导。多数控制台处理器和监视器在机器复位时还执行诊断操作，确保硬件正常。

**boot 程序**

控制台处理器或控制台监视器往往不懂 4.3BSD 文件系统的格式；支持自举操作的软件解读的是厂商专有文件系统格式或其他格式。因此，UNIX 内核历来经 **boot** 程序自举。这个程序是一个通用的 **独立** 程序，可用来装入和执行其他独立程序。独立程序（standalone program）是无须 UNIX 内核协助即可运作的程序，通常与独立 I/O 库（standalone I/O library）链接——该库在多种硬件设备上支持类 UNIX 的 I/O 接口。独立 I/O 库经一组独立设备驱动和一组支持从设备上的 UNIX 文件系统读文件的例程提供这些设施。

**boot** 程序装入并启动后，必须装入含待自举程序可执行映像的文件，然后启动装入的程序。要装入正确的文件，**boot** 必须知道待装入文件的路径名和文件所在的硬件设备。这一信息以两种方式之一传达给 **boot**：VAX 上，初始化两个硬件寄存器，其值规定 **boot** 应如何运作、装入程序映像时用哪个设备；其他机器则靠初始化运行时栈、把参数放上栈来传达自举信息，方式与 UNIX 内核向程序传参相同。

VAX 用的寄存器称为 boothowto 寄存器和 bootdevice 寄存器。**boot** 启动运行时解释 boothowto 寄存器：视其值，**boot** 或从 bootdevice 寄存器指定的设备装入文件 **vmunix**，或在控制台终端提示输入要装入的文件名和获取该文件的设备。放进 boothowto 寄存器的值由表 13.1 的标志定义；放进 bootdevice 寄存器、标识自举所用硬件设备的值取决于与 **boot** 链接的独立 I/O 库的配置——该库的构成取决于机器上可用的硬件设备，bootdevice 寄存器的内容因机器类型而异。就我们的讨论而言，知道寄存器内容指定读取程序的默认设备和文件系统分区即可。

表 13.1 传给 boot 程序和 reboot 系统调用的标志

| 标志           | 描述                     |
| ------------ | ---------------------- |
| RB\_ASKNAME  | 提示输入要自举的文件名            |
| RB\_SINGLE   | 自举系统到单用户运行             |
| RB\_NOSYNC†  | 重启前不做 sync             |
| RB\_HALT†    | 不重启，只停机                |
| RB\_INITNAME | 用给定的名字代替 **/etc/init** |
| RB\_DFLTROOT | 用编译进内核的根设备             |
| RB\_KDB      | 把控制交给内核调试器             |
| RB\_RDONLY   | 只读挂载根文件系统              |
| RB\_DUMP†    | 重启前转储内核内存              |

† 仅对 `reboot` 系统调用有意义。

**boot** 总是把程序装到内存位置 0。**boot** 自己起初就装在位置 0，必须先把自己的映像复制到内存他处，免得把它自举的程序映像装到自己头上（见图 13.1）。这一 **重定位** 意味着创建 **boot** 程序时必须把起始地址设为它将被复制到的内存位置；否则 **boot** 被复制后，对其中数据结构的引用会访问错误的内存位置（记住 **boot** 在虚拟地址转换禁止下运作）。

![图 13.1 boot 程序在内存中的位置](https://1991889543-files.gitbook.io/~/files/v0/b/gitbook-x-prod.appspot.com/o/spaces%2FilVST9xTgD47M0g8ham7%2Fuploads%2Fgit-blob-4b3f791e4dbd634dece79a2b79b7b215a982ddf5%2Ffig-13-1-figure-13-1-placement.png?alt=media)

**VAX 控制台介质**

多数 VAX 计算机含控制台处理器和某种控制台处理器可访问的辅存。VAX-11/780 的控制台子系统含软盘驱动器，VAX-11/750 和 VAX-11/730 的控制台子系统含小型盒式磁带驱动器。

VAX 自举的确切步骤因机器而异。正常运行时，VAX 控制台处理器在自己的控制台介质上搜索名为 **DEFBOO.CMD** 的文件。这个文件含控制台处理器为自举 CPU 应解释的命令，典型地复位 CPU 和 I/O 子系统、把寄存器初始化为已知值，然后从控制台存储设备装入一个文件并启动它。用户在某些 VAX 机器上可以靠拨面板开关或在控制台终端敲特殊命令要求别的动作。

自举过程用到控制台存储设备时，**boot** 程序必须驻留在该存储设备上。4.3BSD 支持两个操纵控制台处理器所用文件系统格式的工具程序——**arff** 和 **flcopy**，用来把 **boot** 等程序放到 VAX 控制台存储介质上。


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