一个操作系统的实现：第五篇——内核雏形
汇编和C同步使用说明：
1、汇编使用关键字global导出函数
2、导入使用关键字extern声明函数
3、遵循C调用约定（C Calling Convention），后面的参数先入栈，并由调用者（Caller）清理堆栈。
编译链接方法：
(ld的 '-s' 选项意为"stripall")
nasm -f elf foo.asm -o foo.o
gcc -c bar.c -o bar.o
ld -s hello.o bar.o -o foobar
; foo.asm
; 编译链接方法
; (ld 的‘-s’选项意为“strip all”)
;
; $ nasm -f elf foo.asm -o foo.o
; $ gcc -c bar.c -o bar.o
; $ ld -s hello.o bar.o -o foobar
; $ ./foobar
; the 2nd one
; $
extern choose ; int choose(int a, int b);
[section .data] ; 数据在此
num1st dd 3
num2nd dd 4
[section .text] ; 代码在此
global _start ; 我们必须导出 _start 这个入口，以便让链接器识别
global myprint ; 导出这个函数为了让 bar.c 使用
_start:
push dword [num2nd] ; `.
push dword [num1st] ; |
call choose ; | choose(num1st, num2nd);
add esp, 8 ; /
mov ebx, 0
mov eax, 1 ; sys_exit
int 0x80 ; 系统调用
; void myprint(char* msg, int len)
myprint:
mov edx, [esp + 8] ; len
mov ecx, [esp + 4] ; msg
mov ebx, 1
mov eax, 4 ; sys_write
int 0x80 ; 系统调用
ret
/* bar.c */
void myprint(char* msg, int len);
int choose(int a, int b)
{
if(a >= b){
myprint("the 1st one\n", 13);
}
else{
myprint("the 2nd one\n", 13);
}
return 0;
}
ELF (Executable and Linkable Format):
LF文件由4部分组成，分别是ELF头（ELFheader）、程序头表（Program headertable）、节（Sections）和节头表（Sectionheadertable）。结构图如下：
开头的4字节是固定不变的，第1个字节值为0x7F，紧跟着就是ELF三个字符，这4字节表明这个文件是个ELF文件。
下面，我们就以foobar为例说明ELFheader中各项的含义：
e_type 它标识的是该文件的类型，可能的取值在这里就不一一列出了。文件foobar的e_type是2，表明它是一个可执行文件
（ExecutableFile）。
e_machine foobar中此项的值为3，表明运行该程序需要的体系结构为Intel80386。
e_version这个成员确定文件的版本。
e_entry 程序的入口地址。文件foobar的入口地址为0x80480A0。
e_phoff Programheader table在文件中的偏移量（以字节计数）。这里的值是0x34。
e_shoff Section header table在文件中的偏移量（以字节计数）。这里的值是0x1C0。
e_flags 对IA32而言，此项为0。
e_ehsize ELFheader大小（以字节计数）。这里值为0x34。
e_phentsize Programheader table中每一个条目（一个Programheader）的大小。这里值为0x20。
e_phnumProgramheader table中有多少个条目，这里有3个。
e_shentsize Section header table中每一个条目（一个Sectionheader）的大小，这里值为0x28。
e_shnumSection header table中有多少个条目，这里有6个。
e_shstrndx 包含节名称的字符串表是第几个节（从零开始数）。这里值为5，表示第5个节包含节名称。
二进制查看工具：xxd -u -a -g 1 -c 16 -l 80 foobar
Programheader数据结构如下：
其中各项的意义如下：
p_type 当前Programheader所描述的段的类型。
p_offset 段的第一个字节在文件中的偏移。
p_vaddr段的第一个字节在内存中的虚拟地址。
p_paddr在物理地址定位相关的系统中，此项是为物理地址保留。
p_filesz段在文件中的长度。
p_memsz段在内存中的长度。
p_flags 与段相关的标志。
p_align根据此项值来确定段在文件以及内存中如何对齐。
内存分配图：
0x90000开始的63KB留给了Loader.bin，0x80000开始的64KB留给了Kernel.bin，0x30000开始的320KB留给整理后的
内核，而页目录和页表被放置在了1MB以上的内存空间。
进入内核时寄存器情况示意图：
Makefile：
# Makefile for boot
# Programs, flags, etc.
ASM = nasm
ASMFLAGS = -I include/
# This Program
TARGET = boot.bin loader.bin
# All Phony Targets
.PHONY : everything clean all
# Default starting position
everything : $(TARGET)
clean :
rm -f $(TARGET)
all : clean everything
boot.bin : boot.asm include/load.inc include/fat12hdr.inc
$(ASM) $(ASMFLAGS) -o $@ $<
loader.bin : loader.asm include/load.inc include/fat12hdr.inc include/pm.inc
$(ASM) $(ASMFLAGS) -o $@ $<以字符#开头的行是注释。=用来定义变量，这里，ASM和ASMFLAGS就是两个变量，要注意的是，使用它们的时候要用$(ASM)和$(ASMFLAGS)，而不是它们的原型。其实，明白了这两点，Makefile你就已经明白了一半。.PHONY这个关键字我们暂时不管，来看一下Makefile的最重要的语法：
target : prerequisites
command
上面这样的形式代表两层意思：
1. 要想得到target，需要执行命令command。
2. target 依赖prerequisites，当prerequisites中至少有一个文件比target文件新时，command才被执行。
那么“$(ASM) $(ASMFLAGS) -o $@ $<”又是什么呢？其实$@和$<意义如下：
$@代表target；
$<代表prerequisites 的第一个名字。
在Makefile 中我们容易注意到，不但boot.bin和loader.bin两个文件后面有冒号，everything、clean和all后面也有冒号，可是它们3个并不是3个文件，仅仅是动作名称而已。如果运行“makeclean”，将会执行“rm-f $(TARGET)”，也即“rm-f boot.bin loader.bin”。
all后面跟着的是clean和everything，这表明如果执行“makeall”，clean和everything所表示的动作将分别被执行。下面就是makeall执行的结果：
▹ make all
rm -f boot.bin loader.bin
nasm -I include/ -o boot.bin boot.asm
nasm -I include/ -o loader.bin loader.asm
刚才被我们忽略过去的关键字.PHONY，其实是表示它后面的名字并不是文件，而仅仅是一种行为的标号。
中断和异常：
链接：80386的中断和异常https://www.cnblogs.com/vicrobert/p/4162538.html