cp/doc/ipl.txt

   1 This file attempts to describe what happens during IPL.
   2
   3 NOTE: At the time, only IPL from tape and card reader is supported.
   4
   5 1) system reads 24 bytes from the device
   6
   7    a) bytes   0-7: new PSW, no interrupts, start address 0x800000 (8MB)
   8
   9    IPL from tape:
  10
  11       b) bytes  8-15: CCW to rewind the tape to previous TM
  12
  13       c) bytes 16-23: CCW to read the entire loader to 0x800000 (8 MB)
  14
  15    IPL from card reader:
  16
  17       b) bytes  8-15: CCW to read 80 bytes (containing up to 10 CCWs) to
  18          0x18
  19
  20       c) bytes 16-23: CCW to read 24 bytes (containing up to 3 CCWs) to 0x68
  21
  22       Command chaining starts reading CCWs from addres 0x18 on. These read
  23       the loader to 0x800000 (8 MB)
  24
  25 2) arch mode is changed to z/Arch (see ipl/setmode.S)
  26
  27 3) temporary stack is set up (R15 being the pointer) (see ipl/setmode.S)
  28
  29 4) loader begins to execute: function load_nucleus (see ipl/loader.c)
  30
  31    NOTE: loader.c use static inlines extensively, and thefore stack usage is
  32    minimal
  33
  34    a) If the IPL was from a tape, a CCW is issues to seek to the next TM
  35
  36    b) nucleus is read from tape to 0x400000 (4 MB)
  37
  38       NOTE: the data at 4MB just read is a 64-bit s390 ELF binary with Linux
  39       ABI bits
  40
  41       i)   addition CCW address is set in the ORB
  42
  43       ii)  __readnucleus() is called; this function is implemented in
  44            assembly (see ipl/loader_asm.S)
  45
  46       iii) IO interrupt handler is set up (implemented in asm, see
  47            ipl/loader_asm.S)
  48
  49       iv)  ORB is sent to the subchannel
  50
  51       v)   interrupts are enabled
  52
  53       vi)  a new PSW with wait state bit set is loaded
  54
  55       vii) on IO interrupt
  56
  57            1) TSCH is issued to fill in a IRB
  58
  59            2) magic value (ORB int param) is checked
  60
  61            3) Device End flag is checked in the IRB
  62
  63               NOTE: more checks should be performed here
  64
  65            4) If the device end flag is set, return to code that set up the
  66               interrupt handler
  67
  68            5) otherwise, load up the old IO PSW (the one with the wait
  69               state)
  70
  71       viii)return to caller (back to ipl/loader.c)
  72
  73    c) verify ELF header magic number, machine, type, etc. values
  74
  75    d) traverse the section headers & copy data to final destination
  76
  77       i)   if the section type is PROGBITS (data stored in the ELF), copy
  78            the data from it's temporary location to the desired location
  79            (destination, offset within file, and length are all stored in
  80            the section header) - this takes care of .text, .data, and
  81            .rodata sections
  82
  83       ii)  if the section type is NOBITS (uninitialized storage, e.g.,
  84            .bss), do nothing, just assume that the location is a valid
  85            location in memory
  86
  87       iii) skip any other section types
  88
  89       NOTE: SYMTAB and STRTAB section types should be copied to a useful
  90       location to allow for symbols to be looked up during nucleus execution
  91
  92    e) jump to the entry point as indicated by the ELF header
  93
  94 At this point, the nucleus is executing.