Arquitectura del AMD64

1. Vista por las aplicaciones

Descripción resumida de {2}

  • Registros.
    • 16 de propósito general: RAX, RBX, RCX, RDX, RBP, RSI, RDI, RSP, R8-R15. Pueden seguirse usando las partes de estos registros de 32, 16 y 8 bits legados de las arquitecturas i386 y 8086 (e.g por ejemplo los correspondientes a RAX son EAX, AX, AH, AL).
    • 16 registros multimedia de 128 bits: XMM0-XMM15.
    • 8 registros multimedia de 64 bits: MMX0-MMX7.
    • 8 registros de punto flotante de 80 bits: FPR0-FPR7 (los registros de multimedia de 64 bits se mapean sobre los de punto flotante).
    • Puntero de instrucción de 64 bits: RIP.
    • Banderas de 64 bits: RFLAGS. Entre los 16 bits bajos de RFLAGS están los utilizables por aplicaciones:
      • CF - Lleva. PF - Paridad. AF - Auxiliar. ZF - Cero. SF - Signo. DF - Dirección. OF - Desbordamiento. Entre los bits 16 y 32 están banderas reservadas para el sistema operativo. Algunas banderas tiene efecto sobre instrucciones (como CMOV, saltos condicionales, JC, SETC), y algunas instrucciones modifican las banderas (por ejemplo las sumas pueden modificar CF).
Registro Uso Detalle Partes
RAX Acumulador Operando en sumas, multiplicaciones, divisiones cadenas, comparaciones e intercambios, traducción en tablas y operaciones de E/S. Con RDX mantiene operandos de doble precisión. EAX, AX, AL
RBX Base Generación de direcciones en modo 16 bits EBX, BX, BL
RCX Contador Indice de bit en operaciones de rotación y cambio. Contador de iteraciones en ciclos. Saltos condicionales si es zero ECX, CX, CL
RDX Dirección E/S Operando en multiplicaciones y divisiones EDX, DX, DL
RSI Índice Fuente Dirección en memoria fuente en operaciones de cadena. Indice en direcciones de 16 bits ESI, SI, SIL
RDI Índice Destino Dirección en memoria destino en operaciones de cadena. Índice en direcciones de 16 bits EDI, DI, DIL
RBP Apuntador Base Dirección en memoria del apuntador base a la pila EBP, BP, BPL
RSP Apuntador Pila Dirección en memoria del tope de la pila ESP, SP, SPL
R8-R10   Sin usos implícitos R8D-R10D, R8W-R10W, R8L-R10L
R11   Mantiene valor de banderas en SYSCALL y SYSRET R11D, R11W, R11L
R12-R15   Sin usos implícitos. R12D-R15D, R12W-R15W, R12L-R15L
  • Instrucciones. De propósito general. Multimedia de 128bits. multimedia de 64bits. De punto flotante.
    • Movimiento: MOV, MOVSX, MOVZX, MOVD, MOVNTI
    • Movimientos condicionales: CMOVcc dependiendo del valor de las banderas
    • Operaciones de pila: POP, POPA, POPAD, PUSH, PUSHA, PUSHAD, ENTER, LEAVE
    • Conversión de datos: CBW, CWDE, CDQE, CWD, CDQ, CQO, MOVMSKPS, MOVMSKPD, XLAT, AAA, AAD, AAM, AAS, DAA, DAS, BSWAP
    • Cargar registros de segmento: LDS, LES, LFS, LGS, LSS, MOV regSeg, POP regSeg
    • Cargar dirección efectiva: LEA
    • Aritmética: ADC, ADD, SUB, SBB, NEG, MUL, IMUL, DIV, IDIV, DEC, INC
    • Rotación y corrimiento de bits en registros: RCL, RCR, ROL, ROR, SAL, SAR, SHL, SHR, SHLD, SRDH
    • Comparacinoes y pruebas: CMP, TEST, BSF, BSR, POPCNT, LZCNT, BT, BTC, BTR, BTS, SETcc, BOUND
    • Lógicas: AND, OR, XOR, NOT
    • Cádenas: CMPS,CMPSB, CMPSW, CMPSD, CMPSQ, SCAS, SCASB, SCASW, SCASD, SCASQ, STOS, STOSB, STOSW, STOSD, STOSQ. Suelen usarse con el prefijo REP que repite la instrucción decrementando CX hasta que llegue a 0. CMPS y SCAS se usan con prefijo REPE/REPZ o REPNE/REPNZ que además de detener cuando CX llega a cero se detienen dependiendo de ZF.
    • MOVS, MOVSB, MOVSW, MOVSD, MOVSQ: Copian un operando desde seg:![rSI] a ES:![rDI]. Tras copiar, tanto rSI como rDI son autoincrementados (si la bandera DF es 0) o autodecrementados (si DF es 1). La cantidad de bytes copiados se especifica en CX
    • Transferencia de control: JMP, Jcc, LOOPcc, CALL, RET, INT, INTO, IRET, IRETD, IRETQ
    • Banderas: POPF, POPFD, POPFQ, PUSHF, PUSHFD, PUSHFQ, CLC, CMC, STC, CLD, STD, CLI, STI, LAHF, SAHF
    • Entrada/Salida: IN, OUT y otras que pueden usarse con prefijo REP: INS, INSB, INSW, INSD, OUTS, OUTSB, OUTSW, OUTSD
    • Semáforos: CMPXCHG, CMPXCHG8B, CMPXCHG16B, XADD, XCHG
    • Información del procesador: CPUID
    • Manejo del cache y memoria: LFENCE, SFENCE, MFENCE, PREFETCH, PREFETCHW, CLFLUSH
    • No opera: NOP
    • Llamadas al sistema: SYSENTER, SYSEXIT, SYSCALL, SYSRET
  • Modos de operación.
    • Modo largo: requiere sistemas operativos de 64 bits. A su vez puede ser modo 64 bits, o modo de compatibilidad
    • Modo legado: compatible con aplicaciones y sistemas operativos de 16 y 32 bits. Puede ser modo protegido, modo virtual 8086, modo real.
  • Memoria virtual:
    • En modo 64 bits, la memoria virtual no es segmentada es un espacio plano numerado de 0 a 2 ^ 64 - 1. Pueden usarse para establecer atributos los registros de segmentos CS (código) y como bases en direccionamientos FS y GS.
    • En modo legado y de compatibilidad la memoria es segmentada con los registros de segmento DS (datos), CS (código), ES (extendido), FS, GS y SS (pila).
  • Memoria física:
    • Se mapea la virtual a la física mediante segmentación o paginación. En paginación las direcciones lineales de la memoria virtual se traducen a bloques de tamaño fijo llamados páginas, que el sistema operativo puede mover según necesidad entre memoria y disco. Estos mecanismos son invisibles para la aplicación.
  • Direccionamiento. Recordando que es una arquitectura little-endian, puede ser:
    • Absoluto: las direcciones son absolutas con respecto a comienzo de memoria virtual o segmento de datos si se usa segmentación.
    • Relativo a instrucción: desplazamiento con respecto al registro de instrucción RIP
    • ModR/M: Base+(Indice*Escala)+Desplazamiento
    • En pila: es especial, se modifica con las instrucciones PUSH, POP, CALL, RET, IRET e INT.
    • Cadenas: con los registros RSI y RDI.
  • Privilegios. Actual nivel de privilegio (CPL - Current Privilege Level). 0 para kernel manejo de memoria, localización de archivos, manejo de interrupciones. 1. para controladores y librerías. 3 para aplicaciones. Al cambiar de nivel se guardan banderas y dirección donde estaba en la pila.

2. Vista por el sistema operativo

Además de lo visible para las aplicaciones, resumimos de {5}:

  • Registros del sistema: Son de 64 bits.
    • Control CR0, CR2, CR3, CR4 y CR8.
    • Banderas RFLAGS.
    • Descriptores de Tablas: GDTR, IDTR, LDTR.
    • Tareas: TR.
    • Depuración: DR0, DR1, DR2, DR3, DR6, DR7. También; EFER, SYSCFG,
    • Registros para encadenamiento STAR, LSTAR, CSTAR, SFMASK, FS.base, GS.base, !KernelGSbase, SYSENTER_CS, SYSENTER_ESP, SYSENTER_EIP.
    • Registros para tipado de memoria MTRRcap, !MTRRdefType, !MTRRphysBasen,!MTRRphysMaskn, MTRRfixn, PAT, TOP_MEM, TOP_MEM2.
    • Relacionados con desempeño TSC, !PerfEvtSeln, !PerfCtrn.
    • Chequeo de máquina MCG_CAP, MCG_STAT, MCG_CTL, MCi_CTL, MCi_STATUS, MCi_ADDR, MCi_MISC
  • Un sistema operativo que opere en modo largo debe inicializar modo real mínimo, después inicializar modo protegido, a continuación debe inicializar modo largo y poner EFER.LMA en 1.
  • Modo de Administración del Sistema. System Management Mode. SMM: Modo de operación diseñado para controlar actividades típicas del BIOS como administración de potencia.
  • Administración de tareas. TSS: útil en modo legado para implementar procesos mapeando memoria independiente para cada proceso y cambios de tareas. No está disponible en modo largo, en el que es el sistema operativo quien debe implementar operación multitarea por completo. Consta de un segmento TSS, descriptor TSS, selector TSS, registros TSS.
  • Depuración y desempeño. Pueden ponerse puntos de ruptura (breakpoints) en los registros de desempeño, para que se produzca la excepción #BP cuando el control llegue a estas. La excepción #BP ocurre ante la interrupción 3. Los registros de depuración solo pueden ponerse en CPL 0. Los contadores de desempeño se leen con la instrucción RDPMC.
  • Máquina Virtual Segura. Se refiere al soporte de virtualización que da este procesador, es decir para ejecutar un sistema operativo dentro de otro.
  • Controlador de interrupciones programable y avanzado. APIC. Acepta interrupciones del sistema y las envía al manejador de interrupciones de la CPU.
  • Memoria. en modo largo debe estar activa la traducción de páginas. Cada dirección virtual consta de partes, por ejemplo puede ser:
    • desplazamiento en tabla 1 (apuntada por dirección base de tabla de páginas),
    • desplazamiento en tabla 2 (su base es apuntada en el desplazamiento de la tabla 1 anterior).
    • desplazamiento en tabla 3
    • dirección física dentro de la página referenciada por la tercera
  • Máquinas virtuales:
    • Un monitor de máquina virtual (VMM - Virtual Machine Monitor) es un programa que ejecuta diversos sistemas operativos huesped. Una VMCB es una estructura en memoria con registros (como FS, GS, TR, LDTR, !KernelGsBase, STAR, LSTAR, CSTAR, SFMASK, SYSENTER_CS, SYSENTER_ESP, SYSENTER_EIP) que permite recuperar el estado de un sistema operativo huesped (o del sistema operativo anfitrion).

2.1 Modo largo

Dado que las estructuras de datos e instrucciones dependen del modo, y que los sistemas operativos de 64 bits deberían operar en modo largo, destacamos algunas características de este modo:

  • El puntero de instrucción (RIP) es de 64 bits,
  • Las instrucciones usan el prefijo REX para especificar operandos de 64 bits.
  • No soporta modos 8086-virtual ni real. No soporta cambio de tarea por hardware.
  • Se deshabilita segmentación. El espacio de direcciones es un sólo segmento plano para código, datos y pila. Se ignoran segmentos y prefijos CS, DS, SS, ES. Se ignoran límites de segmentos CS, DS, SS, ES, GS y FS. Se ignoran atributos de DS, ES, FS y GS. Los registros FS y GS se usan en cálculos de direcciones efectivas. Mapeado a registros específicos de módelo (MSR - Model Specific Registers) sólo pueden cargarse con la instrucción WRMSR
  • Las direcciones virtuales son de 64 bits. Teóricamente las direcciones físicas podrían ser máximo de 52 bits. Los registros de descriptores de tabla que manejan la memoria virtual (GDTR, IDTR, LDTR y TR) pueden cargarse usando las instrucciones LGDT, LIDT, LLDT y LTR.
  • Se habilita la extensión de direcciones físicas (PAE - Physical Address Extension) identificado con el registro CR4.PAE en 1. Con esta extensión, las estructuras de datos de paginación son de 64 bits y permiten referenciar todo el espacio físico de direcciones que es de 52 bits. Se habilitan 4 niveles de estructuras de paginación, es decir se habilita el nivel de mapeo de páginas 4 (PML4 - Page Map Level 4). El registro CR3 referencia dirección base de la tabla PML4. El tope de la jerarquía de traducción de páginas y referencia el apuntar a directorio de páginas PDP que tiene entre 4 y 512 entradas. Entrada al apuntador a directorio de páginas. PDPE.
  • Se habilita extensiones para tamaño de página. (PSE - Paging size extension), que permite soportar páginas de tamaños 4K y 2MB.
  • Manejo de excepciones e interrupciones. Todos los apilamientos son de 8 bytes. Entradas IDT se expanden a 16 bits. SS no cambia en intercambio de pila. SS:RSP se apila incondicionalmente.
  • Llamados a compuertas. Todo apilamiento es de 8 bytes. Los llamados a compuertas de 16 bits son ilegales. El tipo de 32 bits para llamadas compuertas es redefinido a 64 bits, expandido a 16 bytes.
  • GDT, IDT, LDT y TR son de 64 bits. LGDT, LIDT usan seudo-descriptores expandidos de 10 bytes. LLDT y LTR usan entradas de tabla expandidas a 16 bytes.

2.2 Instrucciones exclusivas o relacionadas con el sistema operativo:

  • Nivel de privilegio: ARPL, LAR, LSL, VERR, VERW. VERR reg/mem verifica si un segmento de datos o códigos es leible en el actual nivel de privilegio. VERW verifica posibilidad de escribir. LAR carga byte de acceso a registros-
  • Operación con registros privilegiados
    • SWAPGS usado al ingresar al kernel para obtener un apuntador a las estructuras de datos del kernel y al tiempo salvar la base GS, a la salida se usa para restablecer GS
    • SMSW reg/mem copia la palabra de estado de la máquina en un registro o en memoria. LMSW carga palabra de estado de la máquina de un registro o memoria.
    • WRMSR Escribe datos en los registros de 64 bits (MSR). RDMSR copia MSR especificado por ECX en EDX:EAX
    • MOV CRn modifica registros de control. CR0 mantiene estado de bits de control. CR2 y CR3 se usan para traducción de página. CR4 mantiene bits para habiltiar características. CR8 para priorizar interrupciones externas. CR1, CR5, CR6, CR7 y CR9-CR15 son reservados.
  • Tareas (no usables en modo largo):
    • CLTS Limpia bandera de tarea cambiada (TS Task Switch), LMSW, MOV Crn
    • STR reg/mem. Almacena el registro selector de tareas (TR) en memoria o registro. LTR lo carga de memoria o registro.
  • Interrupciones:
    • HLT detiene ejecución de instrucciones hasta que ocurra interrupción
    • IRET, IRETD, IRETQ Retorno de interrupción restaurando registros
    • SIDT mem, guarda en memoria el registro IDTR con tabla de descriptores de interrupciones, LIDT mem, carga el registro IDTR con una tabla que está en memoria.
    • CLI deshabilita interrupciones, STI las habilita.
  • Caches de memoria internos. INVD invalida. WBINDVD escribe líneas del cache modificadas e invalida. CLFLUSH. INVLPG Invalida entrada TLB. INVLPGA invalida entrada TBL en un ASID especificado. MOV CR3, MOV CR4
  • Memoria Virtual
    • SGDT mem, copia el registro GDTR con la tabla global de descritpores en memoria. LGDT mem, carga el registro GDTR con la tabla que está en memoria.
    • SLDT mem, copia el registro LDT con tabla local de descriptores a memoria. LLDT mem, carga el registro LDT con una tabla en memoria.
  • Modo de Administración del Sistema SMM. RSM: resume al salir de este modo.
  • Operación de varios procesadores:
    • MONITOR y MWAIT hacen que un procesador se detenga hasta que se almacene un dato en un rango de direcciones.
  • Depuración.
    • INT3 llama manejador de excepción de depuración.
    • MOV DRn modifica registros de depuración. DR0 a DR3 son direcciones de ruptura. DR6 es registro de estado de depuración. DR7 es registro de control de depuración. DR8 a DR15 son reservados.
  • Desempeño: RDTSC y RDTSCP copian contador de tiempo en EDX:EAX, RDTSCP también copia TSC_AUX en ECX. RDPMC copia el contador monitor de desempeño especificado por ECX en EDX:EAX (solo hay 4 contadores !PerfCtr0 a !PerfCtr3)
  • Llamadas al sistema:
    • SYSCALL y SYSEXIT, para hacer llamadas al sistema y retornos cuando opera en modo largo. Emplean registros MSR para su operación. SYSCALL guarda RIP en un registro y carga nuevo RIP del LSTAR (registro específico C000_0082). Prepara otros registros dejando CPL en 0. Su operación depende de los registros MSR: STAR, LSTAR, CSTAR y !SYSCALL_FLAG_MASK
    • SYSENTER y SYSRET solo se usan en modo legado para hacer llamados al sistema empleado registros MSR (!MSR_SYSENTER_CS, !MS_SYSENTER_ESP, !MS_SYSENTER_EIP)
  • Máquinas virtuales:
    • La instrucción VMSAVE RAX salva el estado del estado del procesador en un área de memoria VMCB apuntada por RAX. VMLOAD RAX carga parte del estado del procesador del VMCB especificado en RAX. Junto con VMSAVE complementan habilidades de VMRUN y #VMEXIT.
    • VMCALL es usada por el sistema huesped para comunicarse con el VMM generando excepción #VMEXIT.
    • VMRUN RAX, inicia ejecución de una secuencia de instrucciones de huesped descrito por el VMCB apuntado por RAX
    • SKINIT reinicia la máquina de forma segura para iniciar en un VMM
    • CLGI deshabilita interrupciones globales (GIF). STGI las habilita

3. Vista por el sistema operativo OpenBSD

  • Soporta arquitectura AMD64 desde 2004, opera en modo largo (long mode).
  • El formato de ejecutables es ELF
  • Los programas pueden hacer llamadas al sistema operativo

3.1 Llamadas al sistema

  • El sistema está compilado para emplear el ABI de AMD64: Se usan los registros RDI, RSI, RDX, RCX, R8 y R9 como argumentos enteros y de apuntadores, se usan XMM0 a XMM7 para argumentos de punto flotante {3}.
  • En este ABI las llamadas al sistema se hacen mediante SYSCALL

La sintaxis de los programas en assembler dependen del ensablador que se use para compilarlos, nasm soporta la sintaxis original del Intel y AMD64. as soporta la sintaxis AT&T y opcionalmente sintaxis Intel.

En 2024 en OpenBSD/adJ 7.4 las herramientas de compilación estándar son del proyecto LLVM: * clang-cpp como preprocesador (llamado por cpp)

  % clang-cpp --version
  OpenBSD clang version 13.0.0
  Target: amd64-unknown-openbsd7.4
  Thread model: posix
  InstalledDir: /usr/bin
  • clang para compilar fuentes en C (llamado por cc)
  • clang++ para compilar fuentes en C++ (llamado por c++)
  • as para compilar fuentes en assembler (es GNU assembler)
  • ld.ldd para encadenar (del proyecto LLVM, llamado por ld)

En cuanto a librerías (como indica man 3 intro) libc es del proyecto OpenBSD y para C++ libc++ es la de LLVM.

Las características de seguridad de OpenBSD requieren que los binarios sean independientes de posición, por eso no se pueden hacer en ensamblador referencias a direcciones absolutas por ejemplo de zonas de memoria (e.g mov rdi, hola) sino indirectas mediante la posición del código (e.g lea rdi, [rip + hola]). De hacer referencias absolutas a zonas de memoria se producen errores del estilo ld: error: relocation R_X86_64_32S cannot be used against local symbol; recompile with -fPIC

También se ha vuelto más complejo hacer llamadas al sistema directamente con syscall, por eso el siguiente programa emplea libc para imprimir "Hola mundo":

 .intel_syntax noprefix
 # Basado en https://astharoshe.net/2020-06-28-Hello_assembler.html
 # El enlazador ld convertirá a formato ejecutable ELF
 # Tiene una sección con los datos y otra con el código ejecutable

.section ".note.openbsd.ident", "a"
        .p2align   2
        .long      8,4,1
        .ascii      "OpenBSD\0"
        .long      0

.global _start

.global puts
.global exit

.text
 # La ejecución comienza en símbolo _start
_start:
   lea rdi, [rip + hola]
   # Puts requiere la dirección de la cadena en rdi
   call puts@plt
   xor rdi, rdi
   call exit@plt

.data
hola:
    .asciz "Hola, Mundo!\n\0"

Si lo almacenamos en h.s puede compilarse con:

$ as -g -o h.o h.s
$ ld -o h --dynamic-linker=/usr/libexec/ld.so -pie -L/usr/lib -lc h.o

Puede ejecutarse directamente:

$ ./h
Hola, Mundo!

o mejor habilitando rastreo de las llamadas al sistema:

$ ktrace ./h
Hola, Mundo!
 
$ kdump
 ....
 35130 h CALL  write(1,0xc2c983d1000,0xc)                               
 35130 h GIO   fd 1 wrote 12 bytes                                      
       "Hola mundo!                                                            
       "                                                                       
 35130 h RET   write 12/0xc                                             
 35130 h CALL  write(1,0xc2c983d1000,0x1)                               
 35130 h GIO   fd 1 wrote 1 bytes                                       
       "                                                                       
       "                                                                       
 35130 h RET   write 1
 ...
 35130 h CALL  exit(0)  
  2733 ktrace   RET   ktrace 0
  2733 ktrace   CALL  execve(!0x7f7ffffcdf4f,!0x7f7ffffcde00,!0x7f7ffffcde10)
  2733 ktrace   NAMI  "./ex3"
  2733 ex3      EMUL  "native"
  2733 ex3      RET   execve 0
  2733 ex3      CALL  write(0x1,!0x6001f8,0xd)
  2733 ex3      GIO   fd 1 wrote 13 bytes
       "Hola, Mundo!
       "
  2733 ex3      RET   write 13/0xd
  2733 ex3      CALL  exit(0)

El ejemplo usa sintaxis Intel, aunque es más comun emplear sintaxis AT&T que busca ser más portable, puede consultarse una introducción a las diferencias en {8}.

Es política de OpenBSD que los segmentos de datos (.data) no pueden tener información ejecutable y los segmentos de código (.text) y otros que sean ejecutables no pueden escribirse. A esta política se le llama W^X (W xor X) que busca evitar ataques por ejemplo por desbordamiento de colchones (buffer overloading), ver {4} o un experimento en [WxorX]

3.2 Arranque

Se explica a partir de fuentes de 4.8 y particularmente sys/arch/amd64/stand/biosboot/biosboot.S stand/Makefile.inc stand/biosboot/Makefile include/specialreg.h así como las páginas biosboot, boot boot_amd64

  • Desde tiempos del 8086 la CPU arranca en frio empleando el BIOS para realizar un POST (Power On Self Test) y en modo real y pasa el control al BIOS
  • Después carga el Registro Maestro de Arranque (MBR - Master Boot Record) de la pista 0, cabeza 0 y sector 1 del disco a la dirección 0x7C00, verifica que sus dos últimos bytes sean 0xAA55 y pasa el control a este.
  • El MBR de su tabla de particiones embebida, carga también en la dirección 0x7C00 el primer sector de la partición marcada como partición de arranque y pasa el control allí. En el caso del MBR de OpenBSD presenta el mensaje Using drive X, partition Y. para indicar la partición que carga y a la cual pasa el control. Puede operar en modo CHS (para discos de máximo 8GB o LBA), el usuario puede forzar modo CHS presionando Shift.
  • En el primer sector de una partición OpenBSD está biosboot.S que es un programa que cabe en un sector (512 bytes) y emplea registros de 16 bits y los servicios de la BIOS para:
    • Verificar si se está presionando la tecla Shift para cargar en modo CHS (cilindro - cabeza - sector) en lugar de LBA, pero esto requiere que boot esté en los primeros 8GB del disco. Si carga en modo LBA sale mensaje Loading, si es en modo CHS sale !Loading. Tras intentar si debe cargar en modo CHS aparece ; tras Loading.
    • Cargar el programa /boot en 0x40000
      • Carga nodo-i de /boot
      • Emplea la información de ese nodo-i para cargar bloques directos y primer bloque indirecto si lo hay. Muestra un punto . en pantalla por cada bloque leido. Cuando termina la carga envia un fin de linea. El programa /boot si está sólo en bloques directos puede ser de tamaño 192KB.
      • Verifica haber cargado un programa ELF La secuencia de arranque desde los 8086 una vez el BIOS tiene el control es cargando el registro maestro de arranque (MBR - Master Boot Record) en un área de memoria (
    • Pasar el control a /boot en dirección 0x40120
    • El programa boot por su parte emplea los registros de 32 bits y:
      • Activa modo protegido
      • Prueba dispositivos para una consola básica y puertos seriales
      • Detecta memoria
      • Prueba APM
      • Reconocer archivo de configuracion etc/boot.conf, excepto si el usuario presiona la tecla Control
      • Presenta el mensaje >> OpenBSD/amd64 BOOT [x.xx] y a continuación el indicador boot> en el que pueden darse comandos.
      • Intenta cargar el kernel /bsd que típicamente está comprimido y lo descomprime.

Esta secuencia de arranque puede "verse" en operación con el emulador bochs, para esto: * Instale bochs con soporte para depuración –o configure las fuentes con las opciones –enable-debugger como dice en {9} * Descargue un CD de instalación mínimo de OpenBSD para amd64 4.8/amd64/install48.iso de algun espejo de OpenBSD. * Configure bochs para que arranque por esa imagen, cuando la emulación comience quedará en el indicador bochs:1>

En el indicador de bochs puede detener la ejecución en el MBR con: * break 0x7c00 detiene ejecución en MBR la primera vez y la segunda en biosboot.s –en realidad cdboot que es el cargado desde CDs pero que realiza las funciones de biosboot y boot * break 0x40140 detiene ejecución cuando comienza boot, bueno en realidad en cdboot que es la versión de este programa que opera desde CD pero hace lo mismo que boot.

ante lo cual puede dar por ejemplo break 0x7000 si desea que la ejecución

REFERENCIAS

  • {2} AMD Architecture Programmer's Manual. Volume 1: Application Programming. http://support.amd.com/us/Processor_TechDocs/24592.pdf Erratas. Página 82 dice "multiplied by 9" debe ser "multiplide by 8"
  • {3} http://en.wikipedia.org/wiki/X86_calling_conventions
  • {4} http://www.openbsd.org/papers/ven05-deraadt/mgp00016.html
  • {5} AMD64 Architecture Programmer's Manual Volume 2: System Programming. http://support.amd.com/us/Processor_TechDocs/24593.pdf
  • {6} http://pcc.ludd.ltu.se/
  • {7} http://wiki.freebsd.org/BuildingFreeBSDWithClang
  • {8} http://sig9.com/articles/att-syntax
  • {9} http://bochs.sourceforge.net/cgi-bin/topper.pl?name=New+Bochs+Documentation&url=http://bochs.sourceforge.net/doc/docbook/user/index.html