自制操作系统学习2 加载C语言程序

一、准备工具

• bochs
• Virtual Machine
• nasm
• gcc
• ld

等。更多需要的工具已经放在码云开源仓库。

二、操作步骤

1. 实现步骤

1. 完成引导程序开发
2. 使用汇编语言两段子程序
3. 使用C语言开发调用汇编子程序
4. 编译程序，制作软盘镜像
5. BIOS加载并运行汇编语言的引导程序
6. 汇编语言程序从软盘读取10扇区，当中包含C语言程序
7. 程序跳转到C语言的程序
8. C调用汇编，实现清屏操作。

2. 重点

(1) 汇编语言子程序实现

[BITS 16]global io_hltglobal clear_screenclear_screen: ; 清屏 mov ax, 03h int 10h ;pop ecx ; jmp cxRETio_hlt:HLTRET

这段子程序实现了清屏、空循环功能。

为方便C的调用，再写一个头文件：

#ifndef __UTILITIES_H_#define __UTILITIES_H_// 此处只提供函数声明// 函数实现在utilities.svoid io_hlt(void);void clear_screen(void);#endif

(2) 在C中调用汇编的方法

#include 'utilities.h'void main(void){ clear_screen(); // clear screen fin: io_hlt(); /* call io_hlt */ goto fin;}

三、编译的重点

TOOLPATH = ./tools/TARGET      = ./target/SRC    = ./src/LD=./env/bin/i686-elf-ld.exeCC=./env/bin/i686-elf-gcc.exeNASM=$(TOOLPATH)nasm.exeDD=$(TOOLPATH)dd.exeBOCHSPATH=$(TOOLPATH)bochs/MAKE     =$(TOOLPATH)make.exe -rCOPY = copyDEL      = del# LD编译选项LDFLAGS=-m elf_i386# GCC编译选项CCFLAGS=-march=i386 -m16 -mpreferred-stack-boundary=2 -ffreestandingASFLAGS=# 默认动作default :  kernel.bin  loader.bin kernel.o utilities.o loader.o# 汇编的函数 用来给C调用utilities.o: $(SRC)kernel/utilities.s$(NASM) $(ASFLAGS) -f elf32 -o $(TARGET)$@ $^kernel.o : $(SRC)kernel/kernel.c $(SRC)kernel/utilities.h$(CC) $(CCFLAGS) -o $(TARGET)kernel.o -c $(SRC)kernel/kernel.ckernel.bin : kernel.o utilities.o$(LD) $(LDFLAGS) -Ttext 0xC200 --oformat binary -o $(TARGET)$@ $(TARGET)kernel.o $(TARGET)utilities.oloader.o: $(SRC)boot/loader.s$(NASM) $(ASFLAGS) -f elf32 -o $(TARGET)$@ $^loader.bin : loader.o$(LD) $(LDFLAGS) -Ttext 0x7c00 --oformat binary -o $(TARGET)$@ $(TARGET)$^install :$(DD) if=$(TARGET)kernel.bin of=$(TARGET)os.img conv=notrunc bs=512 seek=1$(DD) if=$(TARGET)loader.bin of=$(TARGET)os.img conv=notrunc  run : Makefilecd $(TOOLPATH) && bochs.bat && cd ..debug:cd $(TOOLPATH) && bochsdebug.bat && cd ..clean :cd $(TARGET) && del -f *

汇编编译器nasm生成 .o 文件，
C编译器 gcc也生成 .o 文件，
通过LD进行链接，生成二进制文件。

3. 编译运行

makemake install

这里还有点问题，生成的kernel.bin后进行下面操作：

• 使用Virtual Box 加载 os.img 软盘镜像
• 把kernel.bin 拷贝到os.img
• 弹出虚拟软盘

make run

可以看到最后屏幕被清屏了。

也可以使用 make debug 调试，看一下内存情况：
在0xc200处设置断点：

b 0xc200c

下图可以看到程序在0xc205处调用了 0xc220，
然后在0xc20b处进入空循环。

清屏效果：