在這篇文章中，我們將從零開始，動(dòng)手編寫一個(gè)可以用GRUB來引導(dǎo)的簡單x86內(nèi)核，該內(nèi)核會(huì)在屏幕上打印一條信息，然后——掛起！

one-does-not-kernel

一個(gè)人寫一個(gè)內(nèi)核是一件簡單的事情

X86機(jī)器是怎樣啟動(dòng)的？

在我們思考怎樣寫一個(gè)內(nèi)核之前，讓我們先看一下x86機(jī)器從啟動(dòng)到把控制權(quán)交給內(nèi)核的過程是怎樣的：

x86CPU在機(jī)器啟動(dòng)之后就會(huì)從地址[0xFFFFFFF0]處開始執(zhí)行，這個(gè)地址就是在32位尋址空間中的最后16個(gè)字節(jié)處，這里存放了一條跳轉(zhuǎn)指令，會(huì)跳轉(zhuǎn)到內(nèi)存中BIOS代碼起始處。

接著，cpu就開始開始執(zhí)行BIOS代碼塊了，BIOS首先會(huì)在我們配置好的啟動(dòng)設(shè)備序列中，通過檢查一個(gè)特定的魔數(shù)，找到第一個(gè)可以引導(dǎo)的設(shè)備。

一旦BIOS找到一個(gè)可以引導(dǎo)的設(shè)備后，它就會(huì)把該設(shè)備第一個(gè)扇區(qū)的代碼復(fù)制到物理內(nèi)存的[0x7c00]的位置，然后跳轉(zhuǎn)到這個(gè)地址開始執(zhí)行這一段代碼，我們習(xí)慣把這一段代碼叫作bootloader。

Bootloader會(huì)將內(nèi)核代碼加載到物理內(nèi)存[0x100000]的位置，[0x100000]這個(gè)地址是所有x86機(jī)器宏內(nèi)核代碼的起始地址。

我們需要哪一些工具？

* 一個(gè)x86構(gòu)架的計(jì)算機(jī)

*Linux

*NASM匯編器

*GCC

*LD(GNU連接器)

*GRUB

源碼

源代碼可以在我的Github上找到：Githubrepository-mkernel

用匯編代碼來編寫內(nèi)核入口

我們喜歡用c來做所有的事情，但是我們無可避免地需要用到一點(diǎn)兒匯編，我們將會(huì)寫一小段x86的匯編代碼來作為內(nèi)核入口，這一段匯編代碼會(huì)在調(diào)用我們的c代碼后停止整個(gè)程序流程。

我們怎樣確認(rèn)匯編代碼會(huì)作為內(nèi)核的起始點(diǎn)呢？

我們將用一個(gè)連接器腳本將這些目標(biāo)文件鏈接成我們最終的內(nèi)核程序（稍后解釋更多），在連接器腳本里，我們指定了這段二進(jìn)制代碼會(huì)被加載到內(nèi)存[0x100000]處。這個(gè)地址就是我之前說過的，內(nèi)核所希望的起始地址。

匯編代碼如下：

1. ;;kernel.asm2. bits 32 ;nasm directive -32 bit3. section .text4.5. global start6. extern kmain ;kmain isdefinedin the c file7.8. start:9. cli ;block interrupts10. call kmain11. hlt ;halt the CPU

第一行指令bit32不是x86匯編指令，它是一條NASM指令，指定nasm匯編器產(chǎn)生32位的程序，這條語句并不是必不可少的，但加上它是一個(gè)好的編程習(xí)慣。

第二行是text段(代碼段)的開始，在這里存放著我們的代碼塊。

global是另外一個(gè)NASM指令，用將一個(gè)符號(hào)設(shè)置為全局符號(hào)。這樣做連接器才會(huì)知道符號(hào)start在哪兒開始，start是我們程序的入口地址。

kmain是我們定義在kernel.c文件中的函數(shù)，extern關(guān)鍵字聲明了該函數(shù)定義在別的文件中。

到這里，我們的函數(shù)start調(diào)用kmian函數(shù)之后就會(huì)使用hlt指令將CPU掛起,中斷會(huì)cpu從hlt指令中喚醒，我們要在掛起之前用cli指令來關(guān)閉系統(tǒng)的中斷響應(yīng)，cli指令是清除中斷(clear-interrupts)的縮寫。

用C實(shí)現(xiàn)的內(nèi)核

在kernle.asm中，我們調(diào)用了kmain()函數(shù)，所以我們的c代碼將會(huì)在kmain()中開始運(yùn)行:

1. /*2.* kernel.c3.*/4.void kmain(void)5.{6. char*str ="my first kernel";7. char*vidptr =(char*)0xb8000; //video mem begins here.8. unsignedint i =0;9. unsignedint j =0;10. //clear all11. while(j <80*25*2){12.??????? //blank character13.???????????????? ????????????vidptr[j]=' ';14.??//attribute-byte: light grey on black screen???????15.???????????????? ??????????????vidptr[j+1]=0x07; ?????? ???????????16.???????????????? ??????????????? j = j +2;17.???????????????? ???? }18.???????????????? ???? j =0;19.?????????????? ? while(str[j]!='

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