tools/build.c

/*
 *  linux/tools/build.c
 *
 *  Copyright (C) 1991, 1992  Linus Torvalds
 */

/*
 * This file builds a disk-image from three different files:
 *
 * - bootsect: max 510 bytes of 8086 machine code, loads the rest
 * - setup: max 4 sectors of 8086 machine code, sets up system parm
 * - system: 80386 code for actual system
 *
 * It does some checking that all files are of the correct type, and
 * just writes the result to stdout, removing headers and padding to
 * the right amount. It also writes some system data to stderr.
 */

/*
 * Changes by tytso to allow root device specification
 */

#include <stdio.h>    /* fprintf */
#include <string.h>
#include <stdlib.h>    /* contains exit */
#include <sys/types.h>    /* unistd.h needs this */
#include <sys/stat.h>
#include <sys/sysmacros.h>
#include <unistd.h>    /* contains read/write */
#include <fcntl.h>
#include <linux/config.h>
#include <linux/a.out.h>

#define MINIX_HEADER 32
#define GCC_HEADER 1024

#define SYS_SIZE DEF_SYSSIZE

#define DEFAULT_MAJOR_ROOT 0
#define DEFAULT_MINOR_ROOT 0

/* max nr of sectors of setup: don't change unless you also change
 * bootsect etc */
#define SETUP_SECTS 4

#define STRINGIFY(x) #x

//联合
typedef union {
    long l;
    short s[2];
    char b[4];
} conv;

//定义long数据类型
long intel_long(long l)
{
    conv t;

t.b[0] = l & 0xff; l >>= 8;
    t.b[1] = l & 0xff; l >>= 8;
    t.b[2] = l & 0xff; l >>= 8;
    t.b[3] = l & 0xff; l >>= 8;
    return t.l;
}

//定义short类型
short intel_short(short l)
{
    conv t;

t.b[0] = l & 0xff; l >>= 8;
    t.b[1] = l & 0xff; l >>= 8;
    return t.s[0];
}

//程序异常结束
void die(char * str)
{
    fprintf(stderr,"%s\n",str);
    exit(1);
}

//用法，build程序将bootsect setup system三部分和根设备名生成映像文件
void usage(void)
{
    die("Usage: build bootsect setup system [rootdev] [> image]");
}

//主函数
int main(int argc, char ** argv)
{
    int i,c,id, sz;
    //系统长度
    unsigned long sys_size;
    //定义缓冲区长度
    char buf[1024];
    //定义可执行文件结构指针，将缓冲区转化为可执行结构
    struct exec *ex = (struct exec *)buf;
    //主从根设备
    char major_root, minor_root;
    //文件状态
    struct stat sb;

//如果输入参数个数不是4或者5，则显示用法信息
    if ((argc < 4) || (argc > 5))
        usage();
    //如果参数个数是5个，即带有根设备文件名
    if (argc > 4) {
        //此时输入参数是5个，比较第五个参数是否为CURRENT
        if (!strcmp(argv[4], "CURRENT")) {
            if (stat("/", &sb)) {
                perror("/");
                die("Couldn't stat /");
            }
            major_root = major(sb.st_dev);
            minor_root = minor(sb.st_dev);
        } else if (strcmp(argv[4], "FLOPPY")) {//比较第五个参数是否为FLOPPY，即软盘
            if (stat(argv[4], &sb)) {
                perror(argv[4]);
                die("Couldn't stat root device.");
            }
            major_root = major(sb.st_rdev);
            minor_root = minor(sb.st_rdev);
        } else {
            major_root = 0;
            minor_root = 0;
        }
    } else {//输入参数是四个，即没有指定根设备，则此处使用默认的根设备
        major_root = DEFAULT_MAJOR_ROOT;
        minor_root = DEFAULT_MINOR_ROOT;
    }
    //输出主从根设备号
    fprintf(stderr, "Root device is (%d, %d)\n", major_root, minor_root);
    //初始化buff
    for (i=0;i<sizeof buf; i++) buf[i]=0;
    //打开bootsect，如果出错，则中断程序
    if ((id=open(argv[1],O_RDONLY,0))<0)
        die("Unable to open 'boot'");
    //读取文件头，且该文件头应该是MINIX文件头，长度为32，如果出错，则中断程序
    if (read(id,buf,MINIX_HEADER) != MINIX_HEADER)
        die("Unable to read header of 'boot'");
    //前四个字节应该为0x04100301
    if (((long *) buf)[0]!=intel_long(0x04100301))
        die("Non-Minix header of 'boot'");
    //判断头部长度是否为32，四个字节中后面三个为0
    if (((long *) buf)[1]!=intel_long(MINIX_HEADER))
        die("Non-Minix header of 'boot'");
    //数据段长度是否为0
    if (((long *) buf)[3] != 0)
        die("Illegal data segment in 'boot'");
    //bss段是否为0
    if (((long *) buf)[4] != 0)
        die("Illegal bss in 'boot'");
    //判断执行点处是否为0
    if (((long *) buf)[5] != 0)
        die("Non-Minix header of 'boot'");
    //判断符号表长度是否为0
    if (((long *) buf)[7] != 0)
        die("Illegal symbol table in 'boot'");
    //读取数据，返回的长度i应该为512
    i=read(id,buf,sizeof buf);
    //输出boot sector长度
    fprintf(stderr,"Boot sector %d bytes.\n",i);
    //如果实际读取的长度不是512，则报错，退出
    if (i != 512)
        die("Boot block must be exactly 512 bytes");
    //最后两字节如果不是启动扇区标志0x55AA则报错，退出
    if ((*(unsigned short *)(buf+510)) != (unsigned short)intel_short(0xAA55))
        die("Boot block hasn't got boot flag (0xAA55)");
    //将主从设备号写入引导块
    buf[508] = (char) minor_root;
    buf[509] = (char) major_root;    
    //将所读取的512字节写入标准输出
    i=write(1,buf,512);
    //校验写入数据的长度
    if (i!=512)
        die("Write call failed");
    //关闭文件。完成bootsect文件的处理工作
    close (id);
    
    //打开第二个参数指定的文件setup，出错则退出
    if ((id=open(argv[2],O_RDONLY,0))<0)
        die("Unable to open 'setup'");
    //读取MINIX文件头，长度应为32
    if (read(id,buf,MINIX_HEADER) != MINIX_HEADER)
        die("Unable to read header of 'setup'");
    //校验文件头魔数
    if (((long *) buf)[0]!=intel_long(0x04100301))
        die("Non-Minix header of 'setup'");
    //校验文件头长度
    if (((long *) buf)[1]!=intel_long(MINIX_HEADER))
        die("Non-Minix header of 'setup'");
    //判断数据段的长度是否为0
    if (((long *) buf)[3] != 0)
        die("Illegal data segment in 'setup'");
    //判断bss段的长度是否为0
    if (((long *) buf)[4] != 0)
        die("Illegal bss in 'setup'");
    //判断执行点处是否为0
    if (((long *) buf)[5] != 0)
        die("Non-Minix header of 'setup'");
    //判断符号表的长度是否为0
    if (((long *) buf)[7] != 0)
        die("Illegal symbol table in 'setup'");
    //每次读取1024字节，并将读取的数据写入标准输出
    for (i=0 ; (c=read(id,buf,sizeof buf))>0 ; i+=c )
        if (write(1,buf,c)!=c)
            die("Write call failed");
    //最后一次操作长度是否为0
    if (c != 0)
        die("read-error on 'setup'");
    //以上都没有问题，则关闭文件
    close (id);
    //校验setup程序的长度
    if (i > SETUP_SECTS*512)
        die("Setup exceeds " STRINGIFY(SETUP_SECTS)
            " sectors - rewrite build/boot/setup");
    //输出setup的长度
    fprintf(stderr,"Setup is %d bytes.\n",i);
    //缓冲区清零
    for (c=0 ; c<sizeof(buf) ; c++)
        buf[c] = '\0';
    //如果setup程序长度小于SETUP_SECTS*512
    while (i<SETUP_SECTS*512) {
        //剩余空间填\0,补足SETUP_SECTS*512
        c = SETUP_SECTS*512-i;
        if (c > sizeof(buf))
            c = sizeof(buf);
        if (write(1,buf,c) != c)
            die("Write call failed");
        i += c;
    }
    
    //打开system文件
    if ((id=open(argv[3],O_RDONLY,0))<0)
        die("Unable to open 'system'");
    //读取文件头，该文件头为GCC_HEADER
    if (read(id,buf,GCC_HEADER) != GCC_HEADER)
        die("Unable to read header of 'system'");
    //此时ex指向该文件头，校验文件头魔数
    if (N_MAGIC(*ex) != ZMAGIC)
        die("Non-GCC header of 'system'");
    //输出所system文件长度、代码段长度、数据段长度和bss段长度
    fprintf(stderr,"System is %d kB (%d kB code, %d kB data and %d kB bss)\n",
        (ex->a_text+ex->a_data+ex->a_bss)/1024,
        ex->a_text /1024,
        ex->a_data /1024,
        ex->a_bss  /1024);
    //
    sz = N_SYMOFF(*ex) - GCC_HEADER + 4;
    sys_size = (sz + 15) / 16;
    //校验system的长度
    if (sys_size > SYS_SIZE)
        die("System is too big");
    //每次读取1024个字节长度，然后写入标准输出中
    //最后一次是实际长度
    while (sz > 0) {
        int l, n;

l = sz;
        if (l > sizeof(buf))
            l = sizeof(buf);
        if ((n=read(id, buf, l)) != l) {
            if (n == -1)
                perror(argv[1]);
            else
                fprintf(stderr, "Unexpected EOF\n");
            die("Can't read 'system'");
        }
        if (write(1, buf, l) != l)
            die("Write failed");
        sz -= l;
    }
    //关闭文件
    close(id);
    //从标准输出中从开始搜索偏移为500字节处
    if (lseek(1,500,0) == 500) {
        //如果可以搜索到
        //在buff[0]和buff[1]出写入system的长度
        buf[0] = (sys_size & 0xff);
        buf[1] = ((sys_size >> 8) & 0xff);
        if (write(1, buf, 2) != 2)
            die("Write failed");
    }
    return(0);
}
//本文件的主要功能是将编译产生的三个文件bootsect、setup和system是三个文件写入一个映像文件中
//前面两个文件时MINIX文件，后面是一个GCC文件，写入标准输出时需要校验文件格式