链接器和内核问题

时间:2013-10-24 01:47:17

标签: c++ linker kernel bootstrapping osdev

四天后我就撞到了墙上。我正在使用OSDev tut并且已经搜索了两天的高低。我已经尝试了一切。首先我意识到愚蠢的我正在尝试64编译,这就是为什么我得到了一个“..relocation截断到适合:rva32对...”。我搬到了Cygwin 32,现在我无法在内核中看到主要内容。

对不起,如果这是愚蠢的,我正在尝试在课间工作,我被烧了

使用>>>编译的

boot.asm nasm -f elf boot.asm -o boot.o

MBALIGN     equ  1<<0                   ; align loaded modules on page boundaries
MEMINFO     equ  1<<1                   ; provide memory map
FLAGS       equ  MBALIGN | MEMINFO      ; this is the Multiboot 'flag' field
MAGIC       equ  0x1BADB002             ; 'magic number' lets bootloader find the header
CHECKSUM    equ -(MAGIC + FLAGS)        ; checksum of above, to prove we are multiboot

section .multiboot
align 4
    dd MAGIC
    dd FLAGS
    dd CHECKSUM

section .bootstrap_stack
align 4
stack_bottom:
times 16384 db 0
stack_top:

section .text
global _start
_start:

    mov esp, stack_top

    call kernel_main

    cli
.hang:
    hlt
    jmp .hang

使用&gt;&gt;&gt;编译的内核g ++ -c kernel.cpp -o kernel.o -ffreestanding -O2 -Wall -Wextra -fno-exceptions -fno-rtti

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

/* Hardware text mode color constants. */
enum vga_color
{
    COLOR_BLACK = 0,
    COLOR_BLUE = 1,
    COLOR_GREEN = 2,
    COLOR_CYAN = 3,
    COLOR_RED = 4,
    COLOR_MAGENTA = 5,
    COLOR_BROWN = 6,
    COLOR_LIGHT_GREY = 7,
    COLOR_DARK_GREY = 8,
    COLOR_LIGHT_BLUE = 9,
    COLOR_LIGHT_GREEN = 10,
    COLOR_LIGHT_CYAN = 11,
    COLOR_LIGHT_RED = 12,
    COLOR_LIGHT_MAGENTA = 13,
    COLOR_LIGHT_BROWN = 14,
    COLOR_WHITE = 15,
};

uint8_t make_color(enum vga_color fg, enum vga_color bg)
{
    return fg | bg << 4;
}

uint16_t make_vgaentry(char c, uint8_t color)
{
    uint16_t c16 = c;
    uint16_t color16 = color;
    return c16 | color16 << 8;
}

size_t strlen(const char* str)
{
    size_t ret = 0;
    while ( str[ret] != 0 )
        ret++;
    return ret;
}

static const size_t VGA_WIDTH = 80;
static const size_t VGA_HEIGHT = 24;

size_t terminal_row;
size_t terminal_column;
uint8_t terminal_color;
uint16_t* terminal_buffer;

void terminal_initialize()
{
    terminal_row = 0;
    terminal_column = 0;
    terminal_color = make_color(COLOR_LIGHT_GREY, COLOR_BLACK);
    terminal_buffer = (uint16_t*) 0xB8000;
    for ( size_t y = 0; y < VGA_HEIGHT; y++ )
    {
        for ( size_t x = 0; x < VGA_WIDTH; x++ )
        {
            const size_t index = y * VGA_WIDTH + x;
            terminal_buffer[index] = make_vgaentry(' ', terminal_color);
        }
    }
}

void terminal_setcolor(uint8_t color)
{
    terminal_color = color;
}

void terminal_putentryat(char c, uint8_t color, size_t x, size_t y)
{
    const size_t index = y * VGA_WIDTH + x;
    terminal_buffer[index] = make_vgaentry(c, color);
}

void terminal_putchar(char c)
{
    terminal_putentryat(c, terminal_color, terminal_column, terminal_row);
    if ( ++terminal_column == VGA_WIDTH )
    {
        terminal_column = 0;
        if ( ++terminal_row == VGA_HEIGHT )
        {
            terminal_row = 0;
        }
    }
}

void terminal_writestring(const char* data)
{
    size_t datalen = strlen(data);
    for ( size_t i = 0; i < datalen; i++ )
        terminal_putchar(data[i]);
}

extern "C"
{
    void kernel_main()
    {
        terminal_initialize();
        /* Since there is no support for newlines in terminal_putchar yet, \n will
           produce some VGA specific character instead. This is normal. */
        terminal_writestring("Hello, kernel World!\n");
    }
}

链接器调用&gt;&gt;&gt; g ++ -T linker.ld -o myos.bin -ffreestanding -O2 -nostdlib -fno-exceptions boot.o kernel.o -lgcc

ENTRY(_start)

SECTIONS
{
    /* Begin @ 1 MB*/
    . = 1M;

    /* multiboot header -> text */
    .text BLOCK(4K) : ALIGN(4K)
    {
        *(.multiboot)
        *(.text)
    }

    /* Read only data */
    .rodata BLOCK(4K) : ALIGN(4K)
    {
        *(.rodata)
    }

    /* Read-write data */
    .data BLOCK(4K) : ALIGN(4K)
    {
        *(.data)
    }

    /* Read, write, and stack */
    .bss BLOCK(4K) : ALIGN(4K)
    {
        *(COMMON)
        *(.bss)
        *(.bootstrap_stack)
    }

    /* Additional Here */
}

也许我只是被烧了而且看不到简单的东西,但这就是为什么我在这里

2 个答案:

答案 0 :(得分:1)

我知道这个问题比较旧,但是从遇到的问题中可以学到一些东西。假设32位编译,有一些问题,可能有一个问题可能导致你的问题。

链接时,您已指定 .bootstrap_stack 将放置在 .bss 部分中:

.bss BLOCK(4K) : ALIGN(4K)
{
    *(COMMON)
    *(.bss)
    *(.bootstrap_stack)
}

boot.asm中,您可以使用以下内容定义堆栈:

section .bootstrap_stack
align 4
stack_bottom:
    times 16384 db 0
stack_top:

这很好,但您不应尝试将初始化数据放入 .bss ,而您添加的部分应该包含nobitsalloc和{ {1}}属性设置为与典型的 BSS 段兼容。它可能看起来像:

write

进行这些更改将在 BSS 段中设置适当的堆栈(大小为16k),并避免汇编器和链接器警告。

section .bootstrap_stack nobits alloc write align 4 stack_bottom: resb 16384 ; Reserves but doesn't initialize 16384 bytes stack_top: boot.asm call kernel_main。这很好,但由于它不在boot.asm内,你应该告诉汇编程序( NASM )它是一个外部标签。在boot.asm的顶部,您应该添加:

extern kernel_main

使用 GCC 的最大潜在问题是,它会在您的ELF标头之后放置一个带有.note.gnu.build-id的4k部分。这几乎可以保证您的section .multiboot将超出ELF二进制文件的8k点,并且会导致多引导加载程序(如GRUB)告诉您它无法在您的文件中找到多引导头。要解决此问题,您需要将最终内核二进制文件(myos.bin)与链接器选项-Wl,--build-id=none链接起来。您还应明确告诉 NASM 使用-f elf32 GCC 生成带有-m32选项的32位 ELF 对象。您的编译和链接命令类似于:

nasm -f elf32 boot.asm -o boot.o
g++ -m32 -c kernel.cpp -o kernel.o -ffreestanding -O2 -Wall -Wextra -fno-exceptions -fno-rtti
g++ -m32  -Wl,--build-id=none -T linker.ld -o myos.bin -ffreestanding -O2 -nostdlib -fno-exceptions boot.o kernel.o -lgcc

要编译和链接调试符号,您可以这样做:

nasm -f elf32 -g -F dwarf boot.asm -o boot.o
g++ -g -m32  -c kernel.cpp -o kernel.o -ffreestanding -O2 -Wall -Wextra -fno-exceptions -fno-rtti
g++ -g -m32  -Wl,--build-id=none -T linker.ld -o myos.bin -ffreestanding -O2 -nostdlib -fno-exceptions boot.o kernel.o -lgcc

您还应该注意OSDev Wiki的advice以使用交叉编译器构建,而不是根据您的主机环境定制的本机编译器。从长远来看,这可以避免一些难以发现的错误。

修订后的boot.asm可能如下:

extern kernel_main

MBALIGN     equ  1<<0                   ; align loaded modules on page boundaries
MEMINFO     equ  1<<1                   ; provide memory map
FLAGS       equ  MBALIGN | MEMINFO      ; this is the Multiboot 'flag' field
MAGIC       equ  0x1BADB002             ; 'magic number' lets bootloader find the header
CHECKSUM    equ -(MAGIC + FLAGS)        ; checksum of above, to prove we are multiboot

section .multiboot
align 4
    dd MAGIC
    dd FLAGS
    dd CHECKSUM

section .bootstrap_stack nobits alloc write
align 4
stack_bottom:
    resb 16384               ; Reserves but doesn't initialize 16384 bytes
stack_top:

section .text
global _start
_start:

    mov esp, stack_top

    call kernel_main

    cli
.hang:
    hlt
    jmp .hang

答案 1 :(得分:0)

默认情况下,GCC会将所谓的“启动文件”添加到目标文件中,使其无法启动。要禁用它们,请将-nostartfiles附加到g++的参数列表中。此外,C ++还需要创建一堆其他内容才能使其均匀启动!

请参阅: http://wiki.osdev.org/C++