Multiboot
Multiboot ist ein Standard um Betriebssystemen eine einheitliche Startumgebung zu gewährleisten. Ein sehr bekannter Multiboot-Bootloader ist Grub.
Inhaltsverzeichnis
Multiboot-Header
Der Multiboot-Header sollte in den ersten 8192 Bytes des OS-Images liegen. Der Multiboot-Header sieht folgendermaßen aus:
| Offset | Größe | Inhalt | Anwesend wenn mbh_flags[X] gesetzt |
|---|---|---|---|
| 0x00 | 4 | mbh_magic | immer |
| 0x04 | 4 | mbh_flags | immer |
| 0x08 | 4 | mbh_checksum | immer |
| 0x0C | 4 | mbh_header_addr | 16 |
| 0x10 | 4 | mbh_load_addr | 16 |
| 0x14 | 4 | mbh_load_end_addr | 16 |
| 0x18 | 4 | mbh_bss_end_addr | 16 |
| 0x1C | 4 | mbh_entry_addr | 16 |
mbh_magic
Dient Grub zum Finden des Multiboot-Headers. Sollte immer 0x1BADB002 sein.
mbh_flags
Bits 0-15 sind Flags die umbedingt benötigt werden. Wenn der Bootloader eines dieser Flags nicht kennt, bricht er den Bootvorgang ab. Bits 16-31 sind optionale Flags. Es gibt die folgenden Flags
| Bit | Auswirkung |
|---|---|
| 0 | Module werden 4k-aligned geladen |
| 1 | Ermittelt mbs_mem_lower und mbs_mem_upper. Wenn möglich auch mbs_mmap_length und mbs_mmap_addr |
| 16 | Informationen über das OS-Image werden aus den Feldern 0x0C-0x1C des Multiboot-Headers entnommen. |
mbh_checksum
Ein u32-Wert der Zusammen mit mbh_magic und mbh_flags 0 ergeben soll. Man kann ihn so berechnen:
-(mbh_magic + mbh_flags)
Multiboot-Structure
Die Multiboot-Structure beinhaltet Informationen, die vom Bootloader verher ausgelesen wurden. Die Adresse der Multiboot-Structure ist unmittelbar nach dem Starten des Kernels in EBX gespeichert.
| Offset | Größe | Inhalt | Anwesend wenn mbs_flags[X] gesetzt |
|---|---|---|---|
| 0x00 | 4 | mbs_flags | immer |
| 0x04 | 4 | mbs_mem_lower | 0 |
| 0x08 | 4 | mbs_mem_upper | 0 |
| 0x0C | 4 | mbs_bootdevice | 1 |
| 0x10 | 4 | mbs_cmdline | 2 |
| 0x14 | 4 | mbs_mods_count | 3 |
| 0x18 | 4 | mbs_mods_addr | 3 |
| 0x1C | 16 | mbs_syms | 4 oder 5 |
| 0x2C | 4 | mbs_mmap_length | 6 |
| 0x30 | 4 | mbs_mmap_addr | 6 |
mbs_flags
Gibt an welche Felder anwesend sind.
mbs_mem_lower
Gibt die Größe des unteren Speichers in kB an.
mbs_mem_upper
Gibt die Größe des höheren Speichers in kB an.
mbs_bootdevice
Dieses Doubleword ist in 4 Bytes unterteilt. Das 1. Byte steht für die BIOS-Laufwerknummer. Byte 2-4 gibt die Partition und Subpartition an. Wenn ein Wert 0xFF ist, wird keine Partitionierung (auf diesem Level) benutzt.
mbs_cmdline
Pointer zu einem 0-terminated ASCII-String, der die Kommandos enthält, die an den Kernel übergeben wurden.
mbs_mods_count
Gibt an wie viele Module von Grub geladen wurden
mbs_mods_addr
Pointer auf die erste Modulstruktur. Eine Modulstruktur sieht folgendermaßen aus:
| Offset | Größe | Name | Beschreibung |
|---|---|---|---|
| 0x00 | 4 | mod_start | Adresse an der das Modul liegt |
| 0x04 | 4 | mod_end | Adresse an der das Modul endet |
| 0x08 | 4 | string | Pointer zu einem 0-term. ASCII-String, der den Namen des Moduls enthält |
| 0x0C | 4 | reserved | Reserviert (0) |
mbs_syms
Wenn Bit 4 in mbs_flags gesetzt ist, liegt diese Struktur am Offset 0x1C und enthält Informationen zur Symboltabelle einer a.out-Datei.
| Offset | Größe | Name | Beschreibung |
|---|---|---|---|
| 0x1C | 4 | tabsize | |
| 0x20 | 4 | strsize | |
| 0x24 | 4 | addr | Pointer zur Symboltabelle |
| 0x28 | 4 | reserved | Reserviert (0) |
Wenn Bit 5 in mbs_flags gesetzt ist, liegt diese Struktur am Offset 0x1C und enthält Informationen zur Symboltabelle einer Elf-Datei.
| Offset | Größe | Name | Beschreibung |
|---|---|---|---|
| 0x1C | 4 | num | Anzahl an Einträgen |
| 0x20 | 4 | size | Größe eines Eintrags |
| 0x24 | 4 | addr | Pointer zur Symboltabelle |
| 0x28 | 4 | shndx |
mbs_mmap_length
Gibt die Länge der Memorymap an
mbs_mmap_addr
Pointer zur Memorymap. Ein Eintrag in der Memorymap sieht folgendermaßen aus:
| Offset | Größe | Name | Beschreibung |
|---|---|---|---|
| -0x04 | 4 | size | Gibt die Größe des Eintrags an |
| 0x00 | 8 | BaseAddr | Basisadresse des Speicherbereichs |
| 0x08 | 8 | Length | Länge des Speicherbereichs |
| 0x10 | 4 | Type | Typ des Speicherbereichs |
