0171-创建内核可执行文件

环境

• Time 2022-11-11
• WSL-Ubuntu 22.04
• QEMU 6.2.0
• NASM 2.15.05

前言

说明

参考：https://os.phil-opp.com/multiboot-kernel/

目标

编写一个可以加载执行的文件。

启动代码

global start

section .text
bits 32
start:
    ; print `OK` to screen
    mov dword [0xb8000], 0x2f4b2f4f
    hlt

start 是启动入口，.text 表示是代码段。
bits 32 指定了编译成 32 位的机器码，因为需要在 32 位保护模式下执行。
0xb8000 是显存地址，输出使用。
hlt 是 CPU 停机指令。

编译和反编译

root@jiangbo12490:~/git/game# nasm boot.asm
root@jiangbo12490:~/git/game# hexdump -x boot
0000000    05c7    8000    000b    2f4f    2f4b    00f4
000000b
root@jiangbo12490:~/git/game# ndisasm -b 32 boot
00000000  C70500800B004F2F  mov dword [dword 0xb8000],0x2f4b2f4f
         -4B2F
0000000A  F4                hlt

创建 ELF 文件

ELF 主要是 linux 系统下的一种文件格式。
nasm 默认输出二进制文件，需要 ELF 文件，需要增加参数 -f 指定，得到两个 .o 文件（对象文件）。

root@jiangbo12490:~/git/game# nasm -f elf64 main.asm
root@jiangbo12490:~/git/game# nasm -f elf64 boot.asm
root@jiangbo12490:~/git/game#

链接对象文件

自定义链接脚本

ENTRY(start)

SECTIONS {
    . = 1M;

    .boot :
    {
        /* ensure that the multiboot header is at the beginning */
        *(.multiboot_header)
    }

    .text :
    {
        *(.text)
    }
}

• start 指定的程序入口。
• . = 1M 指定了程序需要被加载到哪个地址上。
• .boot 放到最开始，后面是 .text 段。
• multiboot_header 放到最前面。

链接

root@jiangbo12490:~/git/game# ld -n -o kernel.bin -T linker.ld main.o boot.o
root@jiangbo12490:~/git/game# ld -v
GNU ld (GNU Binutils for Ubuntu) 2.38

-n 不可以省略，关闭对齐。

查看 section 信息

root@jiangbo12490:~/git/game# objdump -h kernel.bin

kernel.bin:     file format elf64-x86-64

Sections:
Idx Name          Size      VMA               LMA               File off  Algn
  0 .boot         00000018  0000000000100000  0000000000100000  00000080  2**0
                  CONTENTS, ALLOC, LOAD, READONLY, DATA
  1 .text         0000000b  0000000000100020  0000000000100020  000000a0  2**4
                  CONTENTS, ALLOC, LOAD, READONLY, CODE

总结

创建了一个内核可执行程序 kernel.bin。

附录