c - 内核编译但不会与 unistd.h 引用链接

Question

我正在编写一个支持键盘/光标的小内核。一切都工作得很好，直到我添加了 unistd.h 中的函数

内核.c

#include "keyboard_map.h"
#include "keyboard.c"
#include "video.c"
#include <unistd.h>

void kmain(void)
{
    terminal_initialize();
    terminal_writestring("Hello, kernel World!\n");
    idt_init();
    kb_init();
    kprint_newline();
    writeSector();
    sleep(1);
    unsigned char c = readSector2();
    kprint((const char *)c);

    while(1);
}

内核.asm

bits 32

%define     COLS    80

section .text

    ;multiboot spec

    align 4

    dd 0x1BADB002              ;magic

    dd 0x00                    ;flags

    dd - (0x1BADB002 + 0x00)   ;checksum. m+f+c should be zero




global start

global keyboard_handler

global read_port

global write_port

global load_idt


extern kmain        ;this is defined in the c file

extern keyboard_handler_main



read_port:

mov edx, [esp + 4]

        ;al is the lower 8 bits of eax

in al, dx   ;dx is the lower 16 bits of edx

ret




write_port:

mov   edx, [esp + 4]

mov   al, [esp + 4 + 4]

out   dx, al

ret




load_idt:

mov edx, [esp + 4]

lidt [edx]

sti                 ;turn on interrupts

ret




keyboard_handler:                 

call    keyboard_handler_main

iretd




start:

cli                 ;block interrupts

mov esp, stack_space

call kmain

hlt                 ;halt the CPU




section .bss

resb 8192; 8KB for stack

stack_space:

链接.ld

OUTPUT_FORMAT(elf32-i386)

ENTRY(start)

SECTIONS

 {

   . = 0x100000;

   .text : { *(.text) }

   .data : { *(.data) }

   .bss  : { *(.bss)  }

 }

我通过终端使用 gcc 交叉编译器编译它，并在 qemu 上运行它

nasm -f elf /Users/par/Desktop/kernel.asm -o kasm.o
/usr/local/gcc-4.8.1-for-linux32/bin/i586-pc-linux-gcc -m32 -c -std=c99     /Users/par/Documents/HelloC/HelloC/kernel.c -o kc.o
/usr/local/gcc-4.8.1-for-linux32/bin/i586-pc-linux-ld -m elf_i386 -T /Users/par/Desktop/link.ld -o kernel kasm.o kc.o
qemu-system-i386 -kernel kernel

我是 C 编程新手，所以希望这对于其他人来说是一个简单的问题。项目中还有其他几个 c 文件，但我确信问题一定出在上面的某个地方。同样，如果删除了 unistd.h 和 sleep()，一切都会正常，但在尝试链接该引用时会产生一个错误，提示“未定义对 kc.o 中函数 sleep() 的引用”。

此外，这些引用在项目的其他地方也可以正常工作......

 #include <stddef.h> 
 #include <stdint.h>  

...这让我更加困惑为什么 unistd.h 不会链接...但会编译。

Answer 1

包含 unistd.h 只是告诉编译器有关库中定义的内容(函数等)。它描述了库的接口(interface)，但没有描述库功能的实现。

这就是你的程序能够编译的原因。 unistd.h 中有一个 sleep() 声明。它可能看起来像这样:

unsigned sleep(unsigned);

你可以看一下，这是一个文本文件。

问题是，当您尝试链接时，没有任何内容定义 sleep()。通常 sleep() 和其他标准函数存在于预编译库中。名称类似于 libc.a 的文件 .a 文件是一个存档，其中包含实现库功能的目标文件，链接器可以将其与您的目标文件链接以解析对 sleep() 等内容的引用。

stddef.h stdint.h 工作的原因是它们主要定义在编译时使用的类型和宏，但不需要在链接时插入任何额外的目标代码。

您的链接行不包含任何库。我怀疑这是因为您的裸机环境没有任何东西。

您有几个选择。您可以尝试移植一个预先存在的库以在您的环境中工作，或者您可以编写自己的 sleep() 函数。

您可以看看ELLCC这是提供库的(几个)交叉开发工具链之一。 ELLCC 的裸机库是一项正在进行的工作，但看看 ELK blog posts可能会给你一些想法。