assembly - 简单内核无法在 GRUB 中启动

Question

我正在从 OSDev.org 学习一些操作系统开发知识。我有一个内核，我正在尝试使用 qemu 在 GRUB Legacy (0.97) 中启动。但是，当我输入 kernel 200+9 时，我收到消息

[Multiboot-elf, <0x100000:0x80:0x4008>(bad), entry=0x10000c]

除了(不好的)部分之外，这就是我所期望的。如果我输入 boot 现在 GRUB 就会挂起。

我认为数字0x100000、0x44、0x4008分别代表.text段起始地址、.bss起始地址和.bss段大小。我认为这是因为在内核镜像上运行 objdump -h 会给出以下输出:

kernel.bin:     file format elf32-i386

Sections:
Idx Name          Size      VMA       LMA       File off  Algn
  0 .text         00000044  00100000  00100000  00001000  2**4
                  CONTENTS, ALLOC, LOAD, READONLY, CODE
  1 .bss          00004008  00100044  00100044  00001044  2**2
                  ALLOC

所以你可以看到我提到的数字几乎匹配。问题是 .bss 的开头不是 100044，而是 44。我认为这就是 GRUB 说不好的原因。我的内存不能低于 1 MB(内存不足)。但 objdump 告诉我我的部分高于该阈值，所以我不知道出了什么问题。无论如何，我将在下面粘贴我的代码，它相对较短。虽然如果您以前做过操作系统开发，我的问题可能非常基本，所以代码可能是无关的。

;loader.s - contains the multiboot header for grub and calls the main kernel method

global loader                           ; making entry point visible to linker
global magic                            ; we will use this in kmain
global mbd                              ; we will use this in kmain

extern kmain                            ; kmain is defined in kmain.cpp

; setting up the Multiboot header - see GRUB docs for details
MODULEALIGN equ  1<<0                   ; align loaded modules on page boundaries
MEMINFO     equ  1<<1                   ; provide memory map
FLAGS       equ  0x03;MODULEALIGN | MEMINFO  ; this is the Multiboot 'flag' field
MAGIC       equ  0x1BADB002             ; 'magic number' lets bootloader find the header
CHECKSUM    equ -(MAGIC + FLAGS)        ; checksum required

section .text

loader:

align 4
    dd MAGIC
    dd FLAGS
    dd CHECKSUM

; reserve initial kernel stack space
STACKSIZE equ 0x4000                    ; that's 16k.

    mov  esp, stack + STACKSIZE         ; set up the stack
    mov  [magic], eax                   ; Multiboot magic number
    mov  [mbd], ebx                     ; Multiboot info structure

    call kmain                          ; call kernel proper

    cli
.hang:
    hlt                                 ; halt machine should kernel return
    jmp  .hang

section .bss

align 4
stack: resb STACKSIZE                   ; reserve 16k stack on a doubleword boundary
magic: resd 1
mbd:   resd 1

.

// kernel.c - Contains the main kernel method

void kmain() {
  extern unsigned int magic;

  if (magic != 0x2BADB002) {
    // Something went wrong
  }

  volatile unsigned char *videoram = (unsigned char *) 0xB800;
  videoram[0] = 65;
  videoram[1] = 0x07;
}

下面是我的自定义链接器脚本:

ENTRY (loader)

SECTIONS {
    . = 0x00100000;

    .text ALIGN (0x1000) : {
        *(.text)
    }

    .rodata ALIGN (0x1000) :
    {
        *(.rodata*)
    }

    .data ALIGN (0x1000) :
    {
        *(.data)
    }

    .bss :
    {
        sbss = .;
        *(COMMON)
        *(.bss)
        ebss = .;
    }

    /DISCARD/ : {
        *(.eh_frame)
        *(.comment)
    }
}

最后，我使用以下几行构建内核:

nasm -f elf -o loader.o loader.s
gcc -c -o kernel.o kernel.c
ld -T linker.ld -o kernel.bin loader.o kernel.o
cat stage1 stage2 pad kernel.bin > floppy.img

其中 stage1 和 stage2 是来自 GRUB Legacy 的文件，pad 是任何 750 字节的文件(因此 stage1+stage2+pad 的文件大小为 102400 字节或 200 个 block ，这就是我使用内核 200+9 启动的原因)。

最后，我在 qemu 中运行内核:

qemu-system-x86_64 -fda floppy.img

Answer 1

对于包含所有详细信息的好问题+1，谢谢。

至少在我的机器上，生成的 kernel.bin 大小为 4869 字节，仅适合 10 个扇区，而不是 9 个。此外，VGA 文本内存位于 0xb8000 不是 0xb800 (多一个零 - 0xb800 是实模式段，必须乘以 16)。通过这些小小的调整，它在这里工作得很好。