Merge branch 'master' of git://github.com/illumos/illumos-gate
[unleashed.git] / usr / src / grub / grub-0.97 / docs / multiboot.info
blobcb6009c09bcbabc997959f5acee3d1c50bba96af
1 This is ../../docs/multiboot.info, produced by makeinfo version 4.7
2 from ../../docs/multiboot.texi.
4 INFO-DIR-SECTION Kernel
5 START-INFO-DIR-ENTRY
6 * Multiboot Specification: (multiboot).         Multiboot Specification.
7 END-INFO-DIR-ENTRY
9    Copyright (C) 1995, 96 Bryan Ford <baford@cs.utah.edu> Copyright (C)
10 1995, 96 Erich Stefan Boleyn <erich@uruk.org> Copyright (C) 1999, 2000,
11 2001, 2002 Free Software Foundation, Inc.
13    Permission is granted to make and distribute verbatim copies of this
14 manual provided the copyright notice and this permission notice are
15 preserved on all copies.
17    Permission is granted to copy and distribute modified versions of
18 this manual under the conditions for verbatim copying, provided also
19 that the entire resulting derived work is distributed under the terms
20 of a permission notice identical to this one.
22    Permission is granted to copy and distribute translations of this
23 manual into another language, under the above conditions for modified
24 versions.
26 \x1f
27 File: multiboot.info,  Node: Top,  Next: Overview,  Up: (dir)
29 Multiboot Specification
30 ***********************
32 This file documents Multiboot Specification, the proposal for the boot
33 sequence standard. This edition documents version 0.6.93.
35 * Menu:
37 * Overview::
38 * Terminology::
39 * Specification::
40 * Examples::
41 * History::
42 * Index::
44 \x1f
45 File: multiboot.info,  Node: Overview,  Next: Terminology,  Prev: Top,  Up: Top
47 1 Introduction to Multiboot Specification
48 *****************************************
50 This chapter describes some rough information on the Multiboot
51 Specification. Note that this is not a part of the specification itself.
53 * Menu:
55 * Motivation::
56 * Architecture::
57 * Operating systems::
58 * Boot sources::
59 * Boot-time configuration::
60 * Convenience to operating systems::
61 * Boot modules::
63 \x1f
64 File: multiboot.info,  Node: Motivation,  Next: Architecture,  Up: Overview
66 1.1 The background of Multiboot Specification
67 =============================================
69 Every operating system ever created tends to have its own boot loader.
70 Installing a new operating system on a machine generally involves
71 installing a whole new set of boot mechanisms, each with completely
72 different install-time and boot-time user interfaces. Getting multiple
73 operating systems to coexist reliably on one machine through typical
74 "chaining" mechanisms can be a nightmare. There is little or no choice
75 of boot loaders for a particular operating system -- if the one that
76 comes with the operating system doesn't do exactly what you want, or
77 doesn't work on your machine, you're screwed.
79    While we may not be able to fix this problem in existing commercial
80 operating systems, it shouldn't be too difficult for a few people in the
81 free operating system communities to put their heads together and solve
82 this problem for the popular free operating systems. That's what this
83 specification aims for. Basically, it specifies an interface between a
84 boot loader and a operating system, such that any complying boot loader
85 should be able to load any complying operating system. This
86 specification does _not_ specify how boot loaders should work -- only
87 how they must interface with the operating system being loaded.
89 \x1f
90 File: multiboot.info,  Node: Architecture,  Next: Operating systems,  Prev: Motivation,  Up: Overview
92 1.2 The target architecture
93 ===========================
95 This specification is primarily targeted at PC, since they are the most
96 common and have the largest variety of operating systems and boot
97 loaders. However, to the extent that certain other architectures may
98 need a boot specification and do not have one already, a variation of
99 this specification, stripped of the x86-specific details, could be
100 adopted for them as well.
102 \x1f
103 File: multiboot.info,  Node: Operating systems,  Next: Boot sources,  Prev: Architecture,  Up: Overview
105 1.3 The target operating systems
106 ================================
108 This specification is targeted toward free 32-bit operating systems
109 that can be fairly easily modified to support the specification without
110 going through lots of bureaucratic rigmarole. The particular free
111 operating systems that this specification is being primarily designed
112 for are Linux, FreeBSD, NetBSD, Mach, and VSTa. It is hoped that other
113 emerging free operating systems will adopt it from the start, and thus
114 immediately be able to take advantage of existing boot loaders. It would
115 be nice if commercial operating system vendors eventually adopted this
116 specification as well, but that's probably a pipe dream.
118 \x1f
119 File: multiboot.info,  Node: Boot sources,  Next: Boot-time configuration,  Prev: Operating systems,  Up: Overview
121 1.4 Boot sources
122 ================
124 It should be possible to write compliant boot loaders that load the OS
125 image from a variety of sources, including floppy disk, hard disk, and
126 across a network.
128    Disk-based boot loaders may use a variety of techniques to find the
129 relevant OS image and boot module data on disk, such as by
130 interpretation of specific file systems (e.g. the BSD/Mach boot loader),
131 using precalculated "block lists" (e.g. LILO), loading from a special
132 "boot partition" (e.g. OS/2), or even loading from within another
133 operating system (e.g. the VSTa boot code, which loads from DOS).
134 Similarly, network-based boot loaders could use a variety of network
135 hardware and protocols.
137    It is hoped that boot loaders will be created that support multiple
138 loading mechanisms, increasing their portability, robustness, and
139 user-friendliness.
141 \x1f
142 File: multiboot.info,  Node: Boot-time configuration,  Next: Convenience to operating systems,  Prev: Boot sources,  Up: Overview
144 1.5 Configure an operating system at boot-time
145 ==============================================
147 It is often necessary for one reason or another for the user to be able
148 to provide some configuration information to an operating system
149 dynamically at boot time. While this specification should not dictate
150 how this configuration information is obtained by the boot loader, it
151 should provide a standard means for the boot loader to pass such
152 information to the operating system.
154 \x1f
155 File: multiboot.info,  Node: Convenience to operating systems,  Next: Boot modules,  Prev: Boot-time configuration,  Up: Overview
157 1.6 How to make OS development easier
158 =====================================
160 OS images should be easy to generate. Ideally, an OS image should simply
161 be an ordinary 32-bit executable file in whatever file format the
162 operating system normally uses. It should be possible to `nm' or
163 disassemble OS images just like normal executables. Specialized tools
164 should not be required to create OS images in a _special_ file format.
165 If this means shifting some work from the operating system to a boot
166 loader, that is probably appropriate, because all the memory consumed
167 by the boot loader will typically be made available again after the
168 boot process is created, whereas every bit of code in the OS image
169 typically has to remain in memory forever. The operating system should
170 not have to worry about getting into 32-bit mode initially, because mode
171 switching code generally needs to be in the boot loader anyway in order
172 to load operating system data above the 1MB boundary, and forcing the
173 operating system to do this makes creation of OS images much more
174 difficult.
176    Unfortunately, there is a horrendous variety of executable file
177 formats even among free Unix-like PC-based operating systems --
178 generally a different format for each operating system. Most of the
179 relevant free operating systems use some variant of a.out format, but
180 some are moving to ELF. It is highly desirable for boot loaders not to
181 have to be able to interpret all the different types of executable file
182 formats in existence in order to load the OS image -- otherwise the
183 boot loader effectively becomes operating system specific again.
185    This specification adopts a compromise solution to this problem.
186 Multiboot-compliant OS images always contain a magic "Multiboot header"
187 (*note OS image format::), which allows the boot loader to load the
188 image without having to understand numerous a.out variants or other
189 executable formats. This magic header does not need to be at the very
190 beginning of the executable file, so kernel images can still conform to
191 the local a.out format variant in addition to being Multiboot-compliant.
193 \x1f
194 File: multiboot.info,  Node: Boot modules,  Prev: Convenience to operating systems,  Up: Overview
196 1.7 Boot modules
197 ================
199 Many modern operating system kernels, such as those of VSTa and Mach, do
200 not by themselves contain enough mechanism to get the system fully
201 operational: they require the presence of additional software modules at
202 boot time in order to access devices, mount file systems, etc. While
203 these additional modules could be embedded in the main OS image along
204 with the kernel itself, and the resulting image be split apart manually
205 by the operating system when it receives control, it is often more
206 flexible, more space-efficient, and more convenient to the operating
207 system and user if the boot loader can load these additional modules
208 independently in the first place.
210    Thus, this specification should provide a standard method for a boot
211 loader to indicate to the operating system what auxiliary boot modules
212 were loaded, and where they can be found. Boot loaders don't have to
213 support multiple boot modules, but they are strongly encouraged to,
214 because some operating systems will be unable to boot without them.
216 \x1f
217 File: multiboot.info,  Node: Terminology,  Next: Specification,  Prev: Overview,  Up: Top
219 2 The definitions of terms used through the specification
220 *********************************************************
222 "must"
223      We use the term "must", when any boot loader or OS image needs to
224      follow a rule -- otherwise, the boot loader or OS image is _not_
225      Multiboot-compliant.
227 "should"
228      We use the term "should", when any boot loader or OS image is
229      recommended to follow a rule, but it doesn't need to follow the
230      rule.
232 "may"
233      We use the term "may", when any boot loader or OS image is allowed
234      to follow a rule.
236 "boot loader"
237      Whatever program or set of programs loads the image of the final
238      operating system to be run on the machine. The boot loader may
239      itself consist of several stages, but that is an implementation
240      detail not relevant to this specification. Only the _final_ stage
241      of the boot loader -- the stage that eventually transfers control
242      to an operating system -- must follow the rules specified in this
243      document in order to be "Multiboot-compliant"; earlier boot loader
244      stages may be designed in whatever way is most convenient.
246 "OS image"
247      The initial binary image that a boot loader loads into memory and
248      transfers control to start an operating system. The OS image is
249      typically an executable containing the operating system kernel.
251 "boot module"
252      Other auxiliary files that a boot loader loads into memory along
253      with an OS image, but does not interpret in any way other than
254      passing their locations to the operating system when it is invoked.
256 "Multiboot-compliant"
257      A boot loader or an OS image which follows the rules defined as
258      "must" is Multiboot-compliant. When this specification specifies a
259      rule as "should" or "may", a Multiboot-complaint boot loader/OS
260      image doesn't need to follow the rule.
262 "u8"
263      The type of unsigned 8-bit data.
265 "u16"
266      The type of unsigned 16-bit data. Because the target architecture
267      is little-endian, u16 is coded in little-endian.
269 "u32"
270      The type of unsigned 32-bit data. Because the target architecture
271      is little-endian, u32 is coded in little-endian.
273 "u64"
274      The type of unsigned 64-bit data. Because the target architecture
275      is little-endian, u64 is coded in little-endian.
277 \x1f
278 File: multiboot.info,  Node: Specification,  Next: Examples,  Prev: Terminology,  Up: Top
280 3 The exact definitions of Multiboot Specification
281 **************************************************
283 There are three main aspects of a boot loader/OS image interface:
285   1. The format of an OS image as seen by a boot loader.
287   2. The state of a machine when a boot loader starts an operating
288      system.
290   3. The format of information passed by a boot loader to an operating
291      system.
293 * Menu:
295 * OS image format::
296 * Machine state::
297 * Boot information format::
299 \x1f
300 File: multiboot.info,  Node: OS image format,  Next: Machine state,  Up: Specification
302 3.1 OS image format
303 ===================
305 An OS image may be an ordinary 32-bit executable file in the standard
306 format for that particular operating system, except that it may be
307 linked at a non-default load address to avoid loading on top of the
308 PC's I/O region or other reserved areas, and of course it should not
309 use shared libraries or other fancy features.
311    An OS image must contain an additional header called "Multiboot
312 header", besides the headers of the format used by the OS image. The
313 Multiboot header must be contained completely within the first 8192
314 bytes of the OS image, and must be longword (32-bit) aligned. In
315 general, it should come _as early as possible_, and may be embedded in
316 the beginning of the text segment after the _real_ executable header.
318 * Menu:
320 * Header layout::               The layout of Multiboot header
321 * Header magic fields::         The magic fields of Multiboot header
322 * Header address fields::
323 * Header graphics fields::
325 \x1f
326 File: multiboot.info,  Node: Header layout,  Next: Header magic fields,  Up: OS image format
328 3.1.1 The layout of Multiboot header
329 ------------------------------------
331 The layout of the Multiboot header must be as follows:
333 Offset  Type    Field Name     Note
334 0       u32     magic          required
335 4       u32     flags          required
336 8       u32     checksum       required
337 12      u32     header_addr    if flags[16] is set
338 16      u32     load_addr      if flags[16] is set
339 20      u32     load_end_addr  if flags[16] is set
340 24      u32     bss_end_addr   if flags[16] is set
341 28      u32     entry_addr     if flags[16] is set
342 32      u32     mode_type      if flags[2] is set
343 36      u32     width          if flags[2] is set
344 40      u32     height         if flags[2] is set
345 44      u32     depth          if flags[2] is set
347    The fields `magic', `flags' and `checksum' are defined in *Note
348 Header magic fields::, the fields `header_addr', `load_addr',
349 `load_end_addr', `bss_end_addr' and `entry_addr' are defined in *Note
350 Header address fields::, and the fields `mode_type', `width', `height'
351 and `depth' are defind in *Note Header graphics fields::.
353 \x1f
354 File: multiboot.info,  Node: Header magic fields,  Next: Header address fields,  Prev: Header layout,  Up: OS image format
356 3.1.2 The magic fields of Multiboot header
357 ------------------------------------------
359 `magic'
360      The field `magic' is the magic number identifying the header,
361      which must be the hexadecimal value `0x1BADB002'.
363 `flags'
364      The field `flags' specifies features that the OS image requests or
365      requires of an boot loader. Bits 0-15 indicate requirements; if the
366      boot loader sees any of these bits set but doesn't understand the
367      flag or can't fulfill the requirements it indicates for some
368      reason, it must notify the user and fail to load the OS image.
369      Bits 16-31 indicate optional features; if any bits in this range
370      are set but the boot loader doesn't understand them, it may simply
371      ignore them and proceed as usual. Naturally, all as-yet-undefined
372      bits in the `flags' word must be set to zero in OS images. This
373      way, the `flags' fields serves for version control as well as
374      simple feature selection.
376      If bit 0 in the `flags' word is set, then all boot modules loaded
377      along with the operating system must be aligned on page (4KB)
378      boundaries. Some operating systems expect to be able to map the
379      pages containing boot modules directly into a paged address space
380      during startup, and thus need the boot modules to be page-aligned.
382      If bit 1 in the `flags' word is set, then information on available
383      memory via at least the `mem_*' fields of the Multiboot information
384      structure (*note Boot information format::) must be included. If
385      the boot loader is capable of passing a memory map (the `mmap_*'
386      fields) and one exists, then it may be included as well.
388      If bit 2 in the `flags' word is set, information about the video
389      mode table (*note Boot information format::) must be available to
390      the kernel.
392      If bit 16 in the `flags' word is set, then the fields at offsets
393      8-24 in the Multiboot header are valid, and the boot loader should
394      use them instead of the fields in the actual executable header to
395      calculate where to load the OS image. This information does not
396      need to be provided if the kernel image is in ELF format, but it
397      _must_ be provided if the images is in a.out format or in some
398      other format. Compliant boot loaders must be able to load images
399      that either are in ELF format or contain the load address
400      information embedded in the Multiboot header; they may also
401      directly support other executable formats, such as particular
402      a.out variants, but are not required to.
404 `checksum'
405      The field `checksum' is a 32-bit unsigned value which, when added
406      to the other magic fields (i.e. `magic' and `flags'), must have a
407      32-bit unsigned sum of zero.
409 \x1f
410 File: multiboot.info,  Node: Header address fields,  Next: Header graphics fields,  Prev: Header magic fields,  Up: OS image format
412 3.1.3 The address fields of Multiboot header
413 --------------------------------------------
415 All of the address fields enabled by flag bit 16 are physical addresses.
416 The meaning of each is as follows:
418 `header_addr'
419      Contains the address corresponding to the beginning of the
420      Multiboot header -- the physical memory location at which the
421      magic value is supposed to be loaded. This field serves to
422      "synchronize" the mapping between OS image offsets and physical
423      memory addresses.
425 `load_addr'
426      Contains the physical address of the beginning of the text
427      segment. The offset in the OS image file at which to start loading
428      is defined by the offset at which the header was found, minus
429      (header_addr - load_addr). load_addr must be less than or equal to
430      header_addr.
432 `load_end_addr'
433      Contains the physical address of the end of the data segment.
434      (load_end_addr - load_addr) specifies how much data to load.  This
435      implies that the text and data segments must be consecutive in the
436      OS image; this is true for existing a.out executable formats.  If
437      this field is zero, the boot loader assumes that the text and data
438      segments occupy the whole OS image file.
440 `bss_end_addr'
441      Contains the physical address of the end of the bss segment. The
442      boot loader initializes this area to zero, and reserves the memory
443      it occupies to avoid placing boot modules and other data relevant
444      to the operating system in that area. If this field is zero, the
445      boot loader assumes that no bss segment is present.
447 `entry_addr'
448      The physical address to which the boot loader should jump in order
449      to start running the operating system.
451 \x1f
452 File: multiboot.info,  Node: Header graphics fields,  Prev: Header address fields,  Up: OS image format
454 3.1.4 The graphics fields of Multiboot header
455 ---------------------------------------------
457 All of the graphics fields are enabled by flag bit 2. They specify the
458 preferred graphics mode. Note that that is only a _recommended_ mode by
459 the OS image. If the mode exists, the boot loader should set it, when
460 the user doesn't specify a mode explicitly. Otherwise, the boot loader
461 should fall back to a similar mode, if available.
463    The meaning of each is as follows:
465 `mode_type'
466      Contains `0' for linear graphics mode or `1' for EGA-standard text
467      mode. Everything else is reserved for future expansion. Note that
468      the boot loader may set a text mode, even if this field contains
469      `0'.
471 `width'
472      Contains the number of the columns. This is specified in pixels in
473      a graphics mode, and in characters in a text mode. The value zero
474      indicates that the OS image has no preference.
476 `height'
477      Contains the number of the lines. This is specified in pixels in a
478      graphics mode, and in characters in a text mode. The value zero
479      indicates that the OS image has no preference.
481 `depth'
482      Contains the number of bits per pixel in a graphics mode, and zero
483      in a text mode. The value zero indicates that the OS image has no
484      preference.
486 \x1f
487 File: multiboot.info,  Node: Machine state,  Next: Boot information format,  Prev: OS image format,  Up: Specification
489 3.2 Machine state
490 =================
492 When the boot loader invokes the 32-bit operating system, the machine
493 must have the following state:
495 `EAX'
496      Must contain the magic value `0x2BADB002'; the presence of this
497      value indicates to the operating system that it was loaded by a
498      Multiboot-compliant boot loader (e.g. as opposed to another type of
499      boot loader that the operating system can also be loaded from).
501 `EBX'
502      Must contain the 32-bit physical address of the Multiboot
503      information structure provided by the boot loader (*note Boot
504      information format::).
506 `CS'
507      Must be a 32-bit read/execute code segment with an offset of `0'
508      and a limit of `0xFFFFFFFF'. The exact value is undefined.
510 `DS'
511 `ES'
512 `FS'
513 `GS'
514 `SS'
515      Must be a 32-bit read/write data segment with an offset of `0' and
516      a limit of `0xFFFFFFFF'. The exact values are all undefined.
518 `A20 gate'
519      Must be enabled.
521 `CR0'
522      Bit 31 (PG) must be cleared. Bit 0 (PE) must be set. Other bits are
523      all undefined.
525 `EFLAGS'
526      Bit 17 (VM) must be cleared. Bit 9 (IF) must be cleared. Other bits
527      are all undefined.
529    All other processor registers and flag bits are undefined. This
530 includes, in particular:
532 `ESP'
533      The OS image must create its own stack as soon as it needs one.
535 `GDTR'
536      Even though the segment registers are set up as described above,
537      the `GDTR' may be invalid, so the OS image must not load any
538      segment registers (even just reloading the same values!) until it
539      sets up its own `GDT'.
541 `IDTR'
542      The OS image must leave interrupts disabled until it sets up its
543      own `IDT'.
545    However, other machine state should be left by the boot loader in
546 "normal working order", i.e. as initialized by the BIOS (or DOS, if
547 that's what the boot loader runs from). In other words, the operating
548 system should be able to make BIOS calls and such after being loaded,
549 as long as it does not overwrite the BIOS data structures before doing
550 so. Also, the boot loader must leave the PIC programmed with the normal
551 BIOS/DOS values, even if it changed them during the switch to 32-bit
552 mode.
554 \x1f
555 File: multiboot.info,  Node: Boot information format,  Prev: Machine state,  Up: Specification
557 3.3 Boot information format
558 ===========================
560 FIXME: Split this chapter like the chapter "OS image format".
562    Upon entry to the operating system, the `EBX' register contains the
563 physical address of a "Multiboot information" data structure, through
564 which the boot loader communicates vital information to the operating
565 system. The operating system can use or ignore any parts of the
566 structure as it chooses; all information passed by the boot loader is
567 advisory only.
569    The Multiboot information structure and its related substructures
570 may be placed anywhere in memory by the boot loader (with the exception
571 of the memory reserved for the kernel and boot modules, of course). It
572 is the operating system's responsibility to avoid overwriting this
573 memory until it is done using it.
575    The format of the Multiboot information structure (as defined so far)
576 follows:
578              +-------------------+
579      0       | flags             |    (required)
580              +-------------------+
581      4       | mem_lower         |    (present if flags[0] is set)
582      8       | mem_upper         |    (present if flags[0] is set)
583              +-------------------+
584      12      | boot_device       |    (present if flags[1] is set)
585              +-------------------+
586      16      | cmdline           |    (present if flags[2] is set)
587              +-------------------+
588      20      | mods_count        |    (present if flags[3] is set)
589      24      | mods_addr         |    (present if flags[3] is set)
590              +-------------------+
591      28 - 40 | syms              |    (present if flags[4] or
592              |                   |                flags[5] is set)
593              +-------------------+
594      44      | mmap_length       |    (present if flags[6] is set)
595      48      | mmap_addr         |    (present if flags[6] is set)
596              +-------------------+
597      52      | drives_length     |    (present if flags[7] is set)
598      56      | drives_addr       |    (present if flags[7] is set)
599              +-------------------+
600      60      | config_table      |    (present if flags[8] is set)
601              +-------------------+
602      64      | boot_loader_name  |    (present if flags[9] is set)
603              +-------------------+
604      68      | apm_table         |    (present if flags[10] is set)
605              +-------------------+
606      72      | vbe_control_info  |    (present if flags[11] is set)
607      76      | vbe_mode_info     |
608      80      | vbe_mode          |
609      82      | vbe_interface_seg |
610      84      | vbe_interface_off |
611      86      | vbe_interface_len |
612              +-------------------+
614    The first longword indicates the presence and validity of other
615 fields in the Multiboot information structure. All as-yet-undefined
616 bits must be set to zero by the boot loader. Any set bits that the
617 operating system does not understand should be ignored. Thus, the
618 `flags' field also functions as a version indicator, allowing the
619 Multiboot information structure to be expanded in the future without
620 breaking anything.
622    If bit 0 in the `flags' word is set, then the `mem_*' fields are
623 valid. `mem_lower' and `mem_upper' indicate the amount of lower and
624 upper memory, respectively, in kilobytes. Lower memory starts at
625 address 0, and upper memory starts at address 1 megabyte. The maximum
626 possible value for lower memory is 640 kilobytes. The value returned for
627 upper memory is maximally the address of the first upper memory hole
628 minus 1 megabyte. It is not guaranteed to be this value.
630    If bit 1 in the `flags' word is set, then the `boot_device' field is
631 valid, and indicates which BIOS disk device the boot loader loaded the
632 OS image from. If the OS image was not loaded from a BIOS disk, then
633 this field must not be present (bit 3 must be clear). The operating
634 system may use this field as a hint for determining its own "root"
635 device, but is not required to. The `boot_device' field is laid out in
636 four one-byte subfields as follows:
638      +-------+-------+-------+-------+
639      | drive | part1 | part2 | part3 |
640      +-------+-------+-------+-------+
642    The first byte contains the BIOS drive number as understood by the
643 BIOS INT 0x13 low-level disk interface: e.g. 0x00 for the first floppy
644 disk or 0x80 for the first hard disk.
646    The three remaining bytes specify the boot partition. `part1'
647 specifies the "top-level" partition number, `part2' specifies a
648 "sub-partition" in the top-level partition, etc. Partition numbers
649 always start from zero. Unused partition bytes must be set to 0xFF. For
650 example, if the disk is partitioned using a simple one-level DOS
651 partitioning scheme, then `part1' contains the DOS partition number,
652 and `part2' and `part3' are both 0xFF. As another example, if a disk is
653 partitioned first into DOS partitions, and then one of those DOS
654 partitions is subdivided into several BSD partitions using BSD's
655 "disklabel" strategy, then `part1' contains the DOS partition number,
656 `part2' contains the BSD sub-partition within that DOS partition, and
657 `part3' is 0xFF.
659    DOS extended partitions are indicated as partition numbers starting
660 from 4 and increasing, rather than as nested sub-partitions, even
661 though the underlying disk layout of extended partitions is
662 hierarchical in nature. For example, if the boot loader boots from the
663 second extended partition on a disk partitioned in conventional DOS
664 style, then `part1' will be 5, and `part2' and `part3' will both be
665 0xFF.
667    If bit 2 of the `flags' longword is set, the `cmdline' field is
668 valid, and contains the physical address of the command line to be
669 passed to the kernel. The command line is a normal C-style
670 zero-terminated string.
672    If bit 3 of the `flags' is set, then the `mods' fields indicate to
673 the kernel what boot modules were loaded along with the kernel image,
674 and where they can be found. `mods_count' contains the number of
675 modules loaded; `mods_addr' contains the physical address of the first
676 module structure. `mods_count' may be zero, indicating no boot modules
677 were loaded, even if bit 1 of `flags' is set. Each module structure is
678 formatted as follows:
680              +-------------------+
681      0       | mod_start         |
682      4       | mod_end           |
683              +-------------------+
684      8       | string            |
685              +-------------------+
686      12      | reserved (0)      |
687              +-------------------+
689    The first two fields contain the start and end addresses of the boot
690 module itself. The `string' field provides an arbitrary string to be
691 associated with that particular boot module; it is a zero-terminated
692 ASCII string, just like the kernel command line. The `string' field may
693 be 0 if there is no string associated with the module. Typically the
694 string might be a command line (e.g. if the operating system treats boot
695 modules as executable programs), or a pathname (e.g. if the operating
696 system treats boot modules as files in a file system), but its exact use
697 is specific to the operating system. The `reserved' field must be set
698 to 0 by the boot loader and ignored by the operating system.
700    *Caution:* Bits 4 & 5 are mutually exclusive.
702    If bit 4 in the `flags' word is set, then the following fields in
703 the Multiboot information structure starting at byte 28 are valid:
705              +-------------------+
706      28      | tabsize           |
707      32      | strsize           |
708      36      | addr              |
709      40      | reserved (0)      |
710              +-------------------+
712    These indicate where the symbol table from an a.out kernel image can
713 be found. `addr' is the physical address of the size (4-byte unsigned
714 long) of an array of a.out format "nlist" structures, followed
715 immediately by the array itself, then the size (4-byte unsigned long) of
716 a set of zero-terminated ASCII strings (plus sizeof(unsigned long) in
717 this case), and finally the set of strings itself. `tabsize' is equal
718 to its size parameter (found at the beginning of the symbol section),
719 and `strsize' is equal to its size parameter (found at the beginning of
720 the string section) of the following string table to which the symbol
721 table refers. Note that `tabsize' may be 0, indicating no symbols, even
722 if bit 4 in the `flags' word is set.
724    If bit 5 in the `flags' word is set, then the following fields in
725 the Multiboot information structure starting at byte 28 are valid:
727              +-------------------+
728      28      | num               |
729      32      | size              |
730      36      | addr              |
731      40      | shndx             |
732              +-------------------+
734    These indicate where the section header table from an ELF kernel is,
735 the size of each entry, number of entries, and the string table used as
736 the index of names. They correspond to the `shdr_*' entries
737 (`shdr_num', etc.) in the Executable and Linkable Format (ELF)
738 specification in the program header. All sections are loaded, and the
739 physical address fields of the ELF section header then refer to where
740 the sections are in memory (refer to the i386 ELF documentation for
741 details as to how to read the section header(s)). Note that `shdr_num'
742 may be 0, indicating no symbols, even if bit 5 in the `flags' word is
743 set.
745    If bit 6 in the `flags' word is set, then the `mmap_*' fields are
746 valid, and indicate the address and length of a buffer containing a
747 memory map of the machine provided by the BIOS. `mmap_addr' is the
748 address, and `mmap_length' is the total size of the buffer. The buffer
749 consists of one or more of the following size/structure pairs (`size'
750 is really used for skipping to the next pair):
752              +-------------------+
753      -4      | size              |
754              +-------------------+
755      0       | base_addr_low     |
756      4       | base_addr_high    |
757      8       | length_low        |
758      12      | length_high       |
759      16      | type              |
760              +-------------------+
762    where `size' is the size of the associated structure in bytes, which
763 can be greater than the minimum of 20 bytes. `base_addr_low' is the
764 lower 32 bits of the starting address, and `base_addr_high' is the
765 upper 32 bits, for a total of a 64-bit starting address. `length_low'
766 is the lower 32 bits of the size of the memory region in bytes, and
767 `length_high' is the upper 32 bits, for a total of a 64-bit length.
768 `type' is the variety of address range represented, where a value of 1
769 indicates available RAM, and all other values currently indicated a
770 reserved area.
772    The map provided is guaranteed to list all standard RAM that should
773 be available for normal use.
775    If bit 7 in the `flags' is set, then the `drives_*' fields are
776 valid, and indicate the address of the physical address of the first
777 drive structure and the size of drive structures. `drives_addr' is the
778 address, and `drives_length' is the total size of drive structures.
779 Note that `drives_length' may be zero. Each drive structure is
780 formatted as follows:
782              +-------------------+
783      0       | size              |
784              +-------------------+
785      4       | drive_number      |
786              +-------------------+
787      5       | drive_mode        |
788              +-------------------+
789      6       | drive_cylinders   |
790      8       | drive_heads       |
791      9       | drive_sectors     |
792              +-------------------+
793      10 - xx | drive_ports       |
794              +-------------------+
796    The `size' field specifies the size of this structure. The size
797 varies, depending on the number of ports. Note that the size may not be
798 equal to (10 + 2 * the number of ports), because of an alignment.
800    The `drive_number' field contains the BIOS drive number. The
801 `drive_mode' field represents the access mode used by the boot loader.
802 Currently, the following modes are defined:
805      CHS mode (traditional cylinder/head/sector addressing mode).
808      LBA mode (Logical Block Addressing mode).
810    The three fields, `drive_cylinders', `drive_heads' and
811 `drive_sectors', indicate the geometry of the drive detected by the
812 BIOS. `drive_cylinders' contains the number of the cylinders.
813 `drive_heads' contains the number of the heads. `drive_sectors'
814 contains the number of the sectors per track.
816    The `drive_ports' field contains the array of the I/O ports used for
817 the drive in the BIOS code. The array consists of zero or more unsigned
818 two-bytes integers, and is terminated with zero. Note that the array
819 may contain any number of I/O ports that are not related to the drive
820 actually (such as DMA controller's ports).
822    If bit 8 in the `flags' is set, then the `config_table' field is
823 valid, and indicates the address of the ROM configuration table
824 returned by the "GET CONFIGURATION" BIOS call. If the BIOS call fails,
825 then the size of the table must be _zero_.
827    If bit 9 in the `flags' is set, the `boot_loader_name' field is
828 valid, and contains the physical address of the name of a boot loader
829 booting the kernel. The name is a normal C-style zero-terminated string.
831    If bit 10 in the `flags' is set, the `apm_table' field is valid, and
832 contains the physical address of an APM table defined as below:
834              +----------------------+
835      0       | version              |
836      2       | cseg                 |
837      4       | offset               |
838      8       | cseg_16              |
839      10      | dseg                 |
840      12      | flags                |
841      14      | cseg_len             |
842      16      | cseg_16_len          |
843      18      | dseg_len             |
844              +----------------------+
846    The fields `version', `cseg', `offset', `cseg_16', `dseg', `flags',
847 `cseg_len', `cseg_16_len', `dseg_len' indicate the version number, the
848 protected mode 32-bit code segment, the offset of the entry point, the
849 protected mode 16-bit code segment, the protected mode 16-bit data
850 segment, the flags, the length of the protected mode 32-bit code
851 segment, the length of the protected mode 16-bit code segment, and the
852 length of the protected mode 16-bit data segment, respectively. Only
853 the field `offset' is 4 bytes, and the others are 2 bytes. See Advanced
854 Power Management (APM) BIOS Interface Specification
855 (http://www.microsoft.com/hwdev/busbios/amp_12.htm), for more
856 information.
858    If bit 11 in the `flags' is set, the graphics table is available.
859 This must only be done if the kernel has indicated in the `Multiboot
860 Header' that it accepts a graphics mode.
862    The fields `vbe_control_info' and `vbe_mode_info' contain the
863 physical addresses of VBE control information returned by the VBE
864 Function 00h and VBE mode information returned by the VBE Function 01h,
865 respectively.
867    The field `vbe_mode' indicates current video mode in the format
868 specified in VBE 3.0.
870    The rest fields `vbe_interface_seg', `vbe_interface_off', and
871 `vbe_interface_len' contain the table of a protected mode interface
872 defined in VBE 2.0+. If this information is not available, those fields
873 contain zero. Note that VBE 3.0 defines another protected mode
874 interface which is incompatible with the old one. If you want to use
875 the new protected mode interface, you will have to find the table
876 yourself.
878    The fields for the graphics table are designed for VBE, but
879 Multiboot boot loaders may simulate VBE on non-VBE modes, as if they
880 were VBE modes.
882 \x1f
883 File: multiboot.info,  Node: Examples,  Next: History,  Prev: Specification,  Up: Top
885 4 Examples
886 **********
888 *Caution:* The following items are not part of the specification
889 document, but are included for prospective operating system and boot
890 loader writers.
892 * Menu:
894 * Notes on PC::
895 * BIOS device mapping techniques::
896 * Example OS code::
897 * Example boot loader code::
899 \x1f
900 File: multiboot.info,  Node: Notes on PC,  Next: BIOS device mapping techniques,  Up: Examples
902 4.1 Notes on PC
903 ===============
905 In reference to bit 0 of the `flags' parameter in the Multiboot
906 information structure, if the bootloader in question uses older BIOS
907 interfaces, or the newest ones are not available (see description about
908 bit 6), then a maximum of either 15 or 63 megabytes of memory may be
909 reported. It is _highly_ recommended that boot loaders perform a
910 thorough memory probe.
912    In reference to bit 1 of the `flags' parameter in the Multiboot
913 information structure, it is recognized that determination of which
914 BIOS drive maps to which device driver in an operating system is
915 non-trivial, at best. Many kludges have been made to various operating
916 systems instead of solving this problem, most of them breaking under
917 many conditions. To encourage the use of general-purpose solutions to
918 this problem, there are 2 BIOS device mapping techniques (*note BIOS
919 device mapping techniques::).
921    In reference to bit 6 of the `flags' parameter in the Multiboot
922 information structure, it is important to note that the data structure
923 used there (starting with `BaseAddrLow') is the data returned by the
924 INT 15h, AX=E820h -- Query System Address Map call. See *Note Query
925 System Address Map: (grub.info)Query System Address Map, for more
926 information. The interface here is meant to allow a boot loader to work
927 unmodified with any reasonable extensions of the BIOS interface,
928 passing along any extra data to be interpreted by the operating system
929 as desired.
931 \x1f
932 File: multiboot.info,  Node: BIOS device mapping techniques,  Next: Example OS code,  Prev: Notes on PC,  Up: Examples
934 4.2 BIOS device mapping techniques
935 ==================================
937 Both of these techniques should be usable from any PC operating system,
938 and neither require any special support in the drivers themselves. This
939 section will be flushed out into detailed explanations, particularly for
940 the I/O restriction technique.
942    The general rule is that the data comparison technique is the quick
943 and dirty solution. It works most of the time, but doesn't cover all the
944 bases, and is relatively simple.
946    The I/O restriction technique is much more complex, but it has
947 potential to solve the problem under all conditions, plus allow access
948 of the remaining BIOS devices when not all of them have operating system
949 drivers.
951 * Menu:
953 * Data comparison technique::
954 * I/O restriction technique::
956 \x1f
957 File: multiboot.info,  Node: Data comparison technique,  Next: I/O restriction technique,  Up: BIOS device mapping techniques
959 4.2.1 Data comparison technique
960 -------------------------------
962 Before activating _any_ of the device drivers, gather enough data from
963 similar sectors on each of the disks such that each one can be uniquely
964 identified.
966    After activating the device drivers, compare data from the drives
967 using the operating system drivers. This should hopefully be sufficient
968 to provide such a mapping.
970    Problems:
972   1. The data on some BIOS devices might be identical (so the part
973      reading the drives from the BIOS should have some mechanism to give
974      up).
976   2. There might be extra drives not accessible from the BIOS which are
977      identical to some drive used by the BIOS (so it should be capable
978      of giving up there as well).
980 \x1f
981 File: multiboot.info,  Node: I/O restriction technique,  Prev: Data comparison technique,  Up: BIOS device mapping techniques
983 4.2.2 I/O restriction technique
984 -------------------------------
986 This first step may be unnecessary, but first create copy-on-write
987 mappings for the device drivers writing into PC RAM. Keep the original
988 copies for the "clean BIOS virtual machine" to be created later.
990    For each device driver brought online, determine which BIOS devices
991 become inaccessible by:
993   1. Create a "clean BIOS virtual machine".
995   2. Set the I/O permission map for the I/O area claimed by the device
996      driver to no permissions (neither read nor write).
998   3. Access each device.
1000   4. Record which devices succeed, and those which try to access the
1001      "restricted" I/O areas (hopefully, this will be an "xor"
1002      situation).
1004    For each device driver, given how many of the BIOS devices were
1005 subsumed by it (there should be no gaps in this list), it should be easy
1006 to determine which devices on the controller these are.
1008    In general, you have at most 2 disks from each controller given BIOS
1009 numbers, but they pretty much always count from the lowest logically
1010 numbered devices on the controller.
1012 \x1f
1013 File: multiboot.info,  Node: Example OS code,  Next: Example boot loader code,  Prev: BIOS device mapping techniques,  Up: Examples
1015 4.3 Example OS code
1016 ===================
1018 In this distribution, the example Multiboot kernel `kernel' is
1019 included. The kernel just prints out the Multiboot information structure
1020 on the screen, so you can make use of the kernel to test a
1021 Multiboot-compliant boot loader and for reference to how to implement a
1022 Multiboot kernel. The source files can be found under the directory
1023 `docs' in the GRUB distribution.
1025    The kernel `kernel' consists of only three files: `boot.S',
1026 `kernel.c' and `multiboot.h'. The assembly source `boot.S' is written
1027 in GAS (*note GNU assembler: (as.info)Top.), and contains the Multiboot
1028 information structure to comply with the specification. When a
1029 Multiboot-compliant boot loader loads and execute it, it initialize the
1030 stack pointer and `EFLAGS', and then call the function `cmain' defined
1031 in `kernel.c'. If `cmain' returns to the callee, then it shows a
1032 message to inform the user of the halt state and stops forever until
1033 you push the reset key. The file `kernel.c' contains the function
1034 `cmain', which checks if the magic number passed by the boot loader is
1035 valid and so on, and some functions to print messages on the screen.
1036 The file `multiboot.h' defines some macros, such as the magic number
1037 for the Multiboot header, the Multiboot header structure and the
1038 Multiboot information structure.
1040 * Menu:
1042 * multiboot.h::
1043 * boot.S::
1044 * kernel.c::
1045 * Other Multiboot kernels::
1047 \x1f
1048 File: multiboot.info,  Node: multiboot.h,  Next: boot.S,  Up: Example OS code
1050 4.3.1 multiboot.h
1051 -----------------
1053 This is the source code in the file `multiboot.h':
1055      /* multiboot.h - the header for Multiboot */
1056      /* Copyright (C) 1999, 2001  Free Software Foundation, Inc.
1058         This program is free software; you can redistribute it and/or modify
1059         it under the terms of the GNU General Public License as published by
1060         the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
1061         (at your option) any later version.
1063         This program is distributed in the hope that it will be useful,
1064         but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
1065         MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
1066         GNU General Public License for more details.
1068         You should have received a copy of the GNU General Public License
1069         along with this program; if not, write to the Free Software
1070         Foundation, Inc., 675 Mass Ave, Cambridge, MA 02139, USA. */
1072      /* Macros. */
1074      /* The magic number for the Multiboot header. */
1075      #define MULTIBOOT_HEADER_MAGIC          0x1BADB002
1077      /* The flags for the Multiboot header. */
1078      #ifdef __ELF__
1079      # define MULTIBOOT_HEADER_FLAGS         0x00000003
1080      #else
1081      # define MULTIBOOT_HEADER_FLAGS         0x00010003
1082      #endif
1084      /* The magic number passed by a Multiboot-compliant boot loader. */
1085      #define MULTIBOOT_BOOTLOADER_MAGIC      0x2BADB002
1087      /* The size of our stack (16KB). */
1088      #define STACK_SIZE                      0x4000
1090      /* C symbol format. HAVE_ASM_USCORE is defined by configure. */
1091      #ifdef HAVE_ASM_USCORE
1092      # define EXT_C(sym)                     _ ## sym
1093      #else
1094      # define EXT_C(sym)                     sym
1095      #endif
1097      #ifndef ASM
1098      /* Do not include here in boot.S. */
1100      /* Types. */
1102      /* The Multiboot header. */
1103      typedef struct multiboot_header
1104      {
1105        unsigned long magic;
1106        unsigned long flags;
1107        unsigned long checksum;
1108        unsigned long header_addr;
1109        unsigned long load_addr;
1110        unsigned long load_end_addr;
1111        unsigned long bss_end_addr;
1112        unsigned long entry_addr;
1113      } multiboot_header_t;
1115      /* The symbol table for a.out. */
1116      typedef struct aout_symbol_table
1117      {
1118        unsigned long tabsize;
1119        unsigned long strsize;
1120        unsigned long addr;
1121        unsigned long reserved;
1122      } aout_symbol_table_t;
1124      /* The section header table for ELF. */
1125      typedef struct elf_section_header_table
1126      {
1127        unsigned long num;
1128        unsigned long size;
1129        unsigned long addr;
1130        unsigned long shndx;
1131      } elf_section_header_table_t;
1133      /* The Multiboot information. */
1134      typedef struct multiboot_info
1135      {
1136        unsigned long flags;
1137        unsigned long mem_lower;
1138        unsigned long mem_upper;
1139        unsigned long boot_device;
1140        unsigned long cmdline;
1141        unsigned long mods_count;
1142        unsigned long mods_addr;
1143        union
1144        {
1145          aout_symbol_table_t aout_sym;
1146          elf_section_header_table_t elf_sec;
1147        } u;
1148        unsigned long mmap_length;
1149        unsigned long mmap_addr;
1150      } multiboot_info_t;
1152      /* The module structure. */
1153      typedef struct module
1154      {
1155        unsigned long mod_start;
1156        unsigned long mod_end;
1157        unsigned long string;
1158        unsigned long reserved;
1159      } module_t;
1161      /* The memory map. Be careful that the offset 0 is base_addr_low
1162         but no size. */
1163      typedef struct memory_map
1164      {
1165        unsigned long size;
1166        unsigned long base_addr_low;
1167        unsigned long base_addr_high;
1168        unsigned long length_low;
1169        unsigned long length_high;
1170        unsigned long type;
1171      } memory_map_t;
1173      #endif /* ! ASM */
1175 \x1f
1176 File: multiboot.info,  Node: boot.S,  Next: kernel.c,  Prev: multiboot.h,  Up: Example OS code
1178 4.3.2 boot.S
1179 ------------
1181 In the file `boot.S':
1183      /* boot.S - bootstrap the kernel */
1184      /* Copyright (C) 1999, 2001  Free Software Foundation, Inc.
1186         This program is free software; you can redistribute it and/or modify
1187         it under the terms of the GNU General Public License as published by
1188         the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
1189         (at your option) any later version.
1191         This program is distributed in the hope that it will be useful,
1192         but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
1193         MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
1194         GNU General Public License for more details.
1196         You should have received a copy of the GNU General Public License
1197         along with this program; if not, write to the Free Software
1198         Foundation, Inc., 675 Mass Ave, Cambridge, MA 02139, USA. */
1200      #define ASM     1
1201      #include <multiboot.h>
1203              .text
1205              .globl  start, _start
1206      start:
1207      _start:
1208              jmp     multiboot_entry
1210              /* Align 32 bits boundary. */
1211              .align  4
1213              /* Multiboot header. */
1214      multiboot_header:
1215              /* magic */
1216              .long   MULTIBOOT_HEADER_MAGIC
1217              /* flags */
1218              .long   MULTIBOOT_HEADER_FLAGS
1219              /* checksum */
1220              .long   -(MULTIBOOT_HEADER_MAGIC + MULTIBOOT_HEADER_FLAGS)
1221      #ifndef __ELF__
1222              /* header_addr */
1223              .long   multiboot_header
1224              /* load_addr */
1225              .long   _start
1226              /* load_end_addr */
1227              .long   _edata
1228              /* bss_end_addr */
1229              .long   _end
1230              /* entry_addr */
1231              .long   multiboot_entry
1232      #endif /* ! __ELF__ */
1234      multiboot_entry:
1235              /* Initialize the stack pointer. */
1236              movl    $(stack + STACK_SIZE), %esp
1238              /* Reset EFLAGS. */
1239              pushl   $0
1240              popf
1242              /* Push the pointer to the Multiboot information structure. */
1243              pushl   %ebx
1244              /* Push the magic value. */
1245              pushl   %eax
1247              /* Now enter the C main function... */
1248              call    EXT_C(cmain)
1250              /* Halt. */
1251              pushl   $halt_message
1252              call    EXT_C(printf)
1254      loop:   hlt
1255              jmp     loop
1257      halt_message:
1258              .asciz  "Halted."
1260              /* Our stack area. */
1261              .comm   stack, STACK_SIZE
1263 \x1f
1264 File: multiboot.info,  Node: kernel.c,  Next: Other Multiboot kernels,  Prev: boot.S,  Up: Example OS code
1266 4.3.3 kernel.c
1267 --------------
1269 And, in the file `kernel.c':
1271      /* kernel.c - the C part of the kernel */
1272      /* Copyright (C) 1999  Free Software Foundation, Inc.
1274         This program is free software; you can redistribute it and/or modify
1275         it under the terms of the GNU General Public License as published by
1276         the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
1277         (at your option) any later version.
1279         This program is distributed in the hope that it will be useful,
1280         but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
1281         MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
1282         GNU General Public License for more details.
1284         You should have received a copy of the GNU General Public License
1285         along with this program; if not, write to the Free Software
1286         Foundation, Inc., 675 Mass Ave, Cambridge, MA 02139, USA. */
1288      #include <multiboot.h>
1290      /* Macros. */
1292      /* Check if the bit BIT in FLAGS is set. */
1293      #define CHECK_FLAG(flags,bit)   ((flags) & (1 << (bit)))
1295      /* Some screen stuff. */
1296      /* The number of columns. */
1297      #define COLUMNS                 80
1298      /* The number of lines. */
1299      #define LINES                   24
1300      /* The attribute of an character. */
1301      #define ATTRIBUTE               7
1302      /* The video memory address. */
1303      #define VIDEO                   0xB8000
1305      /* Variables. */
1306      /* Save the X position. */
1307      static int xpos;
1308      /* Save the Y position. */
1309      static int ypos;
1310      /* Point to the video memory. */
1311      static volatile unsigned char *video;
1313      /* Forward declarations. */
1314      void cmain (unsigned long magic, unsigned long addr);
1315      static void cls (void);
1316      static void itoa (char *buf, int base, int d);
1317      static void putchar (int c);
1318      void printf (const char *format, ...);
1320      /* Check if MAGIC is valid and print the Multiboot information structure
1321         pointed by ADDR. */
1322      void
1323      cmain (unsigned long magic, unsigned long addr)
1324      {
1325        multiboot_info_t *mbi;
1327        /* Clear the screen. */
1328        cls ();
1330        /* Am I booted by a Multiboot-compliant boot loader? */
1331        if (magic != MULTIBOOT_BOOTLOADER_MAGIC)
1332          {
1333            printf ("Invalid magic number: 0x%x\n", (unsigned) magic);
1334            return;
1335          }
1337        /* Set MBI to the address of the Multiboot information structure. */
1338        mbi = (multiboot_info_t *) addr;
1340        /* Print out the flags. */
1341        printf ("flags = 0x%x\n", (unsigned) mbi->flags);
1343        /* Are mem_* valid? */
1344        if (CHECK_FLAG (mbi->flags, 0))
1345          printf ("mem_lower = %uKB, mem_upper = %uKB\n",
1346                  (unsigned) mbi->mem_lower, (unsigned) mbi->mem_upper);
1348        /* Is boot_device valid? */
1349        if (CHECK_FLAG (mbi->flags, 1))
1350          printf ("boot_device = 0x%x\n", (unsigned) mbi->boot_device);
1352        /* Is the command line passed? */
1353        if (CHECK_FLAG (mbi->flags, 2))
1354          printf ("cmdline = %s\n", (char *) mbi->cmdline);
1356        /* Are mods_* valid? */
1357        if (CHECK_FLAG (mbi->flags, 3))
1358          {
1359            module_t *mod;
1360            int i;
1362            printf ("mods_count = %d, mods_addr = 0x%x\n",
1363                    (int) mbi->mods_count, (int) mbi->mods_addr);
1364            for (i = 0, mod = (module_t *) mbi->mods_addr;
1365                 i < mbi->mods_count;
1366                 i++, mod++)
1367              printf (" mod_start = 0x%x, mod_end = 0x%x, string = %s\n",
1368                      (unsigned) mod->mod_start,
1369                      (unsigned) mod->mod_end,
1370                      (char *) mod->string);
1371          }
1373        /* Bits 4 and 5 are mutually exclusive! */
1374        if (CHECK_FLAG (mbi->flags, 4) && CHECK_FLAG (mbi->flags, 5))
1375          {
1376            printf ("Both bits 4 and 5 are set.\n");
1377            return;
1378          }
1380        /* Is the symbol table of a.out valid? */
1381        if (CHECK_FLAG (mbi->flags, 4))
1382          {
1383            aout_symbol_table_t *aout_sym = &(mbi->u.aout_sym);
1385            printf ("aout_symbol_table: tabsize = 0x%0x, "
1386                    "strsize = 0x%x, addr = 0x%x\n",
1387                    (unsigned) aout_sym->tabsize,
1388                    (unsigned) aout_sym->strsize,
1389                    (unsigned) aout_sym->addr);
1390          }
1392        /* Is the section header table of ELF valid? */
1393        if (CHECK_FLAG (mbi->flags, 5))
1394          {
1395            elf_section_header_table_t *elf_sec = &(mbi->u.elf_sec);
1397            printf ("elf_sec: num = %u, size = 0x%x,"
1398                    " addr = 0x%x, shndx = 0x%x\n",
1399                    (unsigned) elf_sec->num, (unsigned) elf_sec->size,
1400                    (unsigned) elf_sec->addr, (unsigned) elf_sec->shndx);
1401          }
1403        /* Are mmap_* valid? */
1404        if (CHECK_FLAG (mbi->flags, 6))
1405          {
1406            memory_map_t *mmap;
1408            printf ("mmap_addr = 0x%x, mmap_length = 0x%x\n",
1409                    (unsigned) mbi->mmap_addr, (unsigned) mbi->mmap_length);
1410            for (mmap = (memory_map_t *) mbi->mmap_addr;
1411                 (unsigned long) mmap < mbi->mmap_addr + mbi->mmap_length;
1412                 mmap = (memory_map_t *) ((unsigned long) mmap
1413                                          + mmap->size + sizeof (mmap->size)))
1414              printf (" size = 0x%x, base_addr = 0x%x%x,"
1415                      " length = 0x%x%x, type = 0x%x\n",
1416                      (unsigned) mmap->size,
1417                      (unsigned) mmap->base_addr_high,
1418                      (unsigned) mmap->base_addr_low,
1419                      (unsigned) mmap->length_high,
1420                      (unsigned) mmap->length_low,
1421                      (unsigned) mmap->type);
1422          }
1423      }
1425      /* Clear the screen and initialize VIDEO, XPOS and YPOS. */
1426      static void
1427      cls (void)
1428      {
1429        int i;
1431        video = (unsigned char *) VIDEO;
1433        for (i = 0; i < COLUMNS * LINES * 2; i++)
1434          *(video + i) = 0;
1436        xpos = 0;
1437        ypos = 0;
1438      }
1440      /* Convert the integer D to a string and save the string in BUF. If
1441         BASE is equal to 'd', interpret that D is decimal, and if BASE is
1442         equal to 'x', interpret that D is hexadecimal. */
1443      static void
1444      itoa (char *buf, int base, int d)
1445      {
1446        char *p = buf;
1447        char *p1, *p2;
1448        unsigned long ud = d;
1449        int divisor = 10;
1451        /* If %d is specified and D is minus, put `-' in the head. */
1452        if (base == 'd' && d < 0)
1453          {
1454            *p++ = '-';
1455            buf++;
1456            ud = -d;
1457          }
1458        else if (base == 'x')
1459          divisor = 16;
1461        /* Divide UD by DIVISOR until UD == 0. */
1462        do
1463          {
1464            int remainder = ud % divisor;
1466            *p++ = (remainder < 10) ? remainder + '0' : remainder + 'a' - 10;
1467          }
1468        while (ud /= divisor);
1470        /* Terminate BUF. */
1471        *p = 0;
1473        /* Reverse BUF. */
1474        p1 = buf;
1475        p2 = p - 1;
1476        while (p1 < p2)
1477          {
1478            char tmp = *p1;
1479            *p1 = *p2;
1480            *p2 = tmp;
1481            p1++;
1482            p2--;
1483          }
1484      }
1486      /* Put the character C on the screen. */
1487      static void
1488      putchar (int c)
1489      {
1490        if (c == '\n' || c == '\r')
1491          {
1492          newline:
1493            xpos = 0;
1494            ypos++;
1495            if (ypos >= LINES)
1496              ypos = 0;
1497            return;
1498          }
1500        *(video + (xpos + ypos * COLUMNS) * 2) = c & 0xFF;
1501        *(video + (xpos + ypos * COLUMNS) * 2 + 1) = ATTRIBUTE;
1503        xpos++;
1504        if (xpos >= COLUMNS)
1505          goto newline;
1506      }
1508      /* Format a string and print it on the screen, just like the libc
1509         function printf. */
1510      void
1511      printf (const char *format, ...)
1512      {
1513        char **arg = (char **) &format;
1514        int c;
1515        char buf[20];
1517        arg++;
1519        while ((c = *format++) != 0)
1520          {
1521            if (c != '%')
1522              putchar (c);
1523            else
1524              {
1525                char *p;
1527                c = *format++;
1528                switch (c)
1529                  {
1530                  case 'd':
1531                  case 'u':
1532                  case 'x':
1533                    itoa (buf, c, *((int *) arg++));
1534                    p = buf;
1535                    goto string;
1536                    break;
1538                  case 's':
1539                    p = *arg++;
1540                    if (! p)
1541                      p = "(null)";
1543                  string:
1544                    while (*p)
1545                      putchar (*p++);
1546                    break;
1548                  default:
1549                    putchar (*((int *) arg++));
1550                    break;
1551                  }
1552              }
1553          }
1554      }
1556 \x1f
1557 File: multiboot.info,  Node: Other Multiboot kernels,  Prev: kernel.c,  Up: Example OS code
1559 4.3.4 Other Multiboot kernels
1560 -----------------------------
1562 Other useful information should be available in Multiboot kernels, such
1563 as GNU Mach and Fiasco `http://os.inf.tu-dresden.de/fiasco/'. And, it
1564 is worth mentioning the OSKit
1565 `http://www.cs.utah.edu/projects/flux/oskit/', which provides a library
1566 supporting the specification.
1568 \x1f
1569 File: multiboot.info,  Node: Example boot loader code,  Prev: Example OS code,  Up: Examples
1571 4.4 Example boot loader code
1572 ============================
1574 The GNU GRUB (*note GRUB: (grub.info)Top.) project is a full
1575 Multiboot-compliant boot loader, supporting all required and optional
1576 features present in this specification. A public release has not been
1577 made, but the test release is available from:
1579    `ftp://alpha.gnu.org/gnu/grub'
1581    See the webpage `http://www.gnu.org/software/grub/grub.html', for
1582 more information.
1584 \x1f
1585 File: multiboot.info,  Node: History,  Next: Index,  Prev: Examples,  Up: Top
1587 5 The change log of this specification
1588 **************************************
1591         * "Multiboot Standard" is renamed to "Multiboot Specification".
1593         * Graphics fields are added to Multiboot header.
1595         * BIOS drive information, BIOS configuration table, the name of
1596           a boot loader, APM information, and graphics information are
1597           added to Multiboot information.
1599         * Rewritten in Texinfo format.
1601         * Rewritten, using more strict words.
1603         * The maintainer changes to the GNU GRUB maintainer team
1604           <bug-grub@gnu.org>, from Bryan Ford and Erich Stefan Boleyn.
1607         * A few wording changes.
1609         * Header checksum.
1611         * Clasification of machine state passed to an operating system.
1614         * Name change.
1617         * Major changes plus HTMLification.
1619 \x1f
1620 File: multiboot.info,  Node: Index,  Prev: History,  Up: Top
1622 Index
1623 *****
1625 [Index]
1626 * Menu:
1628 \x1f
1629 Tag Table:
1630 Node: Top\x7f990
1631 Node: Overview\x7f1326
1632 Node: Motivation\x7f1794
1633 Node: Architecture\x7f3191
1634 Node: Operating systems\x7f3724
1635 Node: Boot sources\x7f4518
1636 Node: Boot-time configuration\x7f5488
1637 Node: Convenience to operating systems\x7f6096
1638 Node: Boot modules\x7f8327
1639 Node: Terminology\x7f9476
1640 Node: Specification\x7f11855
1641 Node: OS image format\x7f12418
1642 Node: Header layout\x7f13476
1643 Node: Header magic fields\x7f14644
1644 Node: Header address fields\x7f17505
1645 Node: Header graphics fields\x7f19351
1646 Node: Machine state\x7f20737
1647 Node: Boot information format\x7f22997
1648 Node: Examples\x7f38368
1649 Node: Notes on PC\x7f38741
1650 Node: BIOS device mapping techniques\x7f40307
1651 Node: Data comparison technique\x7f41217
1652 Node: I/O restriction technique\x7f42079
1653 Node: Example OS code\x7f43296
1654 Node: multiboot.h\x7f44838
1655 Node: boot.S\x7f48662
1656 Node: kernel.c\x7f51286
1657 Node: Other Multiboot kernels\x7f60013
1658 Node: Example boot loader code\x7f60444
1659 Node: History\x7f60970
1660 Node: Index\x7f61891
1661 \x1f
1662 End Tag Table