一篇文章带你使用C语言编写内核

gcc 命令

• 使用 gcc 编译 c语言
  

-c 编译、汇编到目标代码，不进行链接，也就是直接生成目标文件

-o 将输出的文件以指定文件名来储存，有同名文件存在时直接覆盖

gcc -c -o kernel/main.o kernel/main.c

编译：编译号之后只是个目标文件，也称为待重定位文件，重定位指的是文件里面所用的符号还没有安排地址，这些符号的地址需要将来与其他目标文件“组成”一个可执行文件时再重新定位（编排地址〉，这里的符号就是指该目标文件中所调用的函数或使用的变量，而这里的“组成”就是指链接。需要在所有目标文件都到齐了，将它们链接到 起时再重新定位（编排地址）

• 使用 gcc 链接
  

-Ttext指定虚拟地址

-e 用来指定程序的起始地址（默认为_start）

gcc kernel/main.o -Ttext 0xc0001500 -e main -o kernel/kernel.bin

• 编译链接
  

生成的test.bin不再是目标文件，而是可执行文件

gcc -o ./kernel/test.bin ./kernel/main.c

• main 函数不是第一个执行的代码，它一定是被其它代码调用的，main函数在运行库代码初始化完环境后才被调用

文件头

二进制文件的运行方法

• 在文件头中写入和程序属性有关的信息
• 将这种具有程序头格式的程序文件从外存读入到内存后，从该程序文件的程序头中读出入口地址， 要直接跳进入口地址执行，跨过程序头才行。

• header.S
  

编译后生成的文件是 header.bin：nams -o header.bin header.S

• 调用方的执行过程
  

• 在实际中，程序头和程序体相分离的文件叫 elf 格式

将内核载入内存

将内核写入磁盘

dd if=./test/kernel/kernel.bin of=hd60M.img bs=512 count=200 seek=9 conv=notrunc

可以将编译、链接、写入硬盘写成一个脚本

gcc -c -o test/kernel/main.o test/kernel/main.c && gcc test/kernel/main.o -Ttext 0xc0001500 -e main -o test/kernel/kernel.bin && dd if=./test/kernel/kernel.bin of=hd60M.img bs=512 count=200 seek=9 conv=notrunc

修改 loader.S

加载内核：需要把内核文件加载到内存缓冲区。

初始化内核：需要在分页后，将加载进来的 elf 内核文件安置到相应的虚拟内存地址，然后跳过去执行，从此 loader 的工作结束。

把内核文件从硬盘上加载到内存中

   mov eax, KERNEL_START_SECTOR               ; kernel.bin所在的扇区号
   mov ebx, KERNEL_BIN_BASE_ADDR              ; 从磁盘读出后，写入到ebx指定的地址。加载到的内存地址
   mov ecx, 200			                      ; 读入的扇区数

   call rd_disk_m_32

   ; 创建页目录及页表并初始化页内存位图
   call setup_page

初始化内核：初始化内核就是根据 elf 规范将内核文件中的段（ segment ）展开到（复制到）内存中的相应位置

总结