链接两个或多个程序集文件
Linking two or more assembly files
我正在开发一个简单而小巧的 64 位OS。到目前为止，我只使用了一个文件并用 NASM:
编译它
nasm -f bin os.asm -o os.bin
然后用qemu测试了.bin文件。
现在我需要在 os.bin 文件中使用多个文件。我插入了这一行：
extern helper_func
然后在代码中调用。在另一个 .asm 文件中，我创建了这个函数或过程。问题是 bin 格式不支持 extern，所以我尝试使用 ELF 格式创建 .obj 文件，然后使用 gcc link 它们：
gcc -m32 -nostdlib -nodefaultlibs -lgcc os.obj helper.obj -t linker.ld
使用此 linker 文件：
ENTRY(_start)
SECTIONS
{
. = 0x7C00;
.text :
{
*(.text);
}
}
但是当我尝试运行 已创建的.bin 时，qemu 无法识别该文件。我做错了什么？
(因为以后打算用C代码所以用了gcc)
实际上，我什至不知道gcc中所有的标志是做什么的；我从网上复制过来的XD。
这是我目前所做的：
nasm -f elf os.asm -o os.obj
nasm -f elf helper.asm -o helper.obj
gcc -m32 -nostdlib -nodefaultlibs -lgcc os.obj helper.obj -t linker.ld -o myos.bin
objcopy --input-target=elf32-little --output-target=binary myos.bin myos.bin.new
qemu-system-x86_64 myos.bin.new
这些编译都没有错误。但是当我 运行 qemu 我得到这个：
os.asm:
[bits 16]
section .text
global _start
_start:
; Zero segment
cli
jmp 0x0000:.zero_seg
.zero_seg:
xor ax, ax
mov ss, ax
mov ds, ax
mov es, ax
mov fs, ax
mov gs, ax
mov sp, _start
cld
sti
; Reset disk
call reset_disk
; Load disk sectors
mov al, 2 ; sectors to read
mov cl, 2 ; start sector
mov bx, second_sector ; offset to load
call read_disk
; Enable A20 line
call enable_a20
jmp second_sector
_end1:
jmp $
%include "liba/disk.asm"
%include "liba/a20.asm"
; padding and magic number
times 510-($-$$) db 0
dw 0xaa55
second_sector:
call check_long
call switch_long
_hang:
jmp $
%include "liba/long.asm"
%include "liba/gdt.asm"
[bits 64]
extern helper_func
long_mode:
jmp kernel_code
_end2:
jmp $
times 512-($-$$-512) db 0
kernel_code:
; two byte
call helper_func
helper.asm:
[bits 64]
section .text
global helper_func
helper_func:
kernel_end:
hlt
jmp .kernel_end
ret
在 os.asm 中我使用了这个库：
disk.asm:
read_disk:
pusha
mov ah, 0x02
mov dl, 0x80 ; 0x00 Floppy/FlashDrive -- 0x80 HardDisk
mov ch, 0 ; cylinder
mov dh, 0 ; head
int 0x13
jc .disk_err
popa
ret
.disk_err:
jmp $
reset_disk:
xor ax, ax
mov bx, second_sector
mov dl, 0x80
int 0x13
ret
a20.asm:
test_a20:
pusha
mov ax, [0x7dfe]
push bx
mov bx, 0xffff
mov es, bx
pop bx
mov bx, 0x7e0e
mov dx, [es:bx]
cmp ax, dx
je .cont
popa
mov ax, 1
ret
.cont:
mov ax, [0x7dff]
push bx
mov bx, 0xffff
mov es, bx
pop bx
mov bx, 0x7e0f
mov dx, [es:bx]
cmp ax, dx
je .exit
popa
mov ax, 1
ret
.exit:
popa
xor ax, ax
ret
enable_a20:
pusha
;BIOS
mov ax, 0x2401
int 0x15
call test_a20
cmp ax, 1
je .done
;Keyboard
sti
call wait_c
mov al, 0xad
out 0x64, al
call wait_c
mov al, 0xd0
out 0x64, al
call wait_d
in al, 0x60
push ax
call wait_d
mov al, 0xd1
out 0x64, al
call wait_c
pop ax
or al, 2
out 0x60, al
call wait_c
mov al, 0xae
out 0x64, al
call wait_c
sti
call test_a20
cmp ax, 1
je .done
;FastA20
in al, 0x92
or al, 2
out 0x92, al
call test_a20
cmp al, 1
je .done
jmp $
.done:
popa
ret
wait_c:
in al, 0x64
test al, 2
jnz wait_c
ret
wait_d:
in al, 0x64
test al, 1
jz wait_d
ret
long.asm:
enable_long:
cli
call check_long
mov edi, 0x1000
mov cr3, edi
xor eax, eax
mov ecx, 4096
rep stosd
mov edi, 0x1000
mov dword [edi], 0x2003
add edi, 0x1000
mov dword [edi], 0x3003
add edi, 0x1000
mov dword [edi], 0x4003
add edi, 0x1000
mov dword ebx, 3
mov ecx, 512
.setEntry:
mov dword [edi], ebx
add ebx, 0x1000
add edi, 8
loop .setEntry
mov eax, cr4
or eax, 1 << 5
mov cr4, eax
mov ecx, 0xc0000080
rdmsr
or eax, 1 << 8
wrmsr
mov eax, cr0
or eax, 1 << 31
or eax, 1 << 0
mov cr0, eax
ret
switch_long:
call enable_long
lgdt [GDT.Pointer]
jmp GDT.Code:long_mode
ret
check_long:
pusha
pushfd
pop eax
mov ecx, eax
xor eax, 1 << 21
push eax
popfd
pushfd
pop eax
xor eax, ecx
jz .done
mov eax, 0x80000000
cpuid
cmp eax, 0x80000001
jb .done
mov eax, 0x80000001
cpuid
test edx, 1 << 29
jz .done
popa
ret
.done:
popa
jmp $
gdt.asm:
GDT:
.Null: equ $ - GDT
dw 0
dw 0
db 0
db 0
db 0
db 0
.Code: equ $ - GDT
dw 0
dw 0
db 0
db 10011000b
db 00100000b
db 0
.Data: equ $ -GDT
dw 0
dw 0
db 0
db 10000000b
db 0
db 0
.Pointer:
dw $ - GDT - 1
dq GDT
我对您正在构建的环境一无所知。我 强烈建议 构建一个 x86-64 cross compiler。
我可以对一些可能出现的问题做出合理的猜测。使用 GCC link 将生成一个 .note.gnu.build-id 部分并将其放在二进制文件中所有其他部分之前。这将产生将您的磁盘引导签名 (0xaa55) 移动到第一个扇区最后 2 个字节以外的位置的效果。这是我认为您的磁盘不会被识别为可启动的唯一原因，这在您的屏幕截图中似乎就是这种情况。您需要将 -Wl,build-id=none 添加到您的 GCC link 选项以防止生成此部分。
要按照您现在的方式构建自定义 64 位引导加载程序，您应该将所有内容生成为 64 位对象而不是 32 位对象。使用 GCC compiling/linking 时使用 -m64，使用 NASM 进行汇编时使用 -felf64（如果使用 as GNU 汇编程序进行汇编，则使用 --64）。
确保您没有使用 -static 生成可重定位代码，我建议使用选项 -fno-asynchronous-unwind-tables.
删除 .eh_frame 部分
linker 脚本使用 -T 选项传递，而不是 -t 选项。在你的 linking 选项中你有-t linker.ld并且它应该是 -T linker.ld
您可以通过让它确定源 object/executable 类型来简化 OBJCOPY 参数。您可以改为 objcopy -O binary myos.bin myos.bin.new。
我认为您应该使用的命令可能如下所示：
nasm -f elf64 os.asm -o os.obj
nasm -f elf64 helper.asm -o helper.obj
gcc -m64 -wl,--build-id=none -static -fno-asynchronous-unwind-tables \
-nostdlib -nodefaultlibs -lgcc os.obj helper.obj -T linker.ld -o myos.bin
objcopy -O binary myos.bin myos.bin.new
观察和笔记
在 disk.asm 中，您硬编码驱动器编号。您可以 reuse/save 在引导加载程序首次启动时 DL 寄存器的值。 BIOS 为您传递 DL 中的引导驱动器编号。如果您重复使用该值，则无需根据启动的驱动器类型（软盘、硬盘等）更改代码
我有一些 可能有价值。
将来当你开始编译 C 文件时，我推荐这些选项：
gcc -m64 -ffreestanding -mcmodel=kernel -mno-red-zone \
-mno-mmx -mno-sse -mno-sse2 -c filename.c -o filename.o
我正在开发一个简单而小巧的 64 位OS。到目前为止，我只使用了一个文件并用 NASM:
编译它nasm -f bin os.asm -o os.bin
然后用qemu测试了.bin文件。
现在我需要在 os.bin 文件中使用多个文件。我插入了这一行：
extern helper_func
然后在代码中调用。在另一个 .asm 文件中，我创建了这个函数或过程。问题是 bin 格式不支持 extern，所以我尝试使用 ELF 格式创建 .obj 文件，然后使用 gcc link 它们：
gcc -m32 -nostdlib -nodefaultlibs -lgcc os.obj helper.obj -t linker.ld
使用此 linker 文件：
ENTRY(_start)
SECTIONS
{
. = 0x7C00;
.text :
{
*(.text);
}
}
但是当我尝试运行 已创建的.bin 时，qemu 无法识别该文件。我做错了什么？
(因为以后打算用C代码所以用了gcc)
实际上，我什至不知道gcc中所有的标志是做什么的；我从网上复制过来的XD。
这是我目前所做的：
nasm -f elf os.asm -o os.obj
nasm -f elf helper.asm -o helper.obj
gcc -m32 -nostdlib -nodefaultlibs -lgcc os.obj helper.obj -t linker.ld -o myos.bin
objcopy --input-target=elf32-little --output-target=binary myos.bin myos.bin.new
qemu-system-x86_64 myos.bin.new
这些编译都没有错误。但是当我 运行 qemu 我得到这个：
os.asm:
[bits 16]
section .text
global _start
_start:
; Zero segment
cli
jmp 0x0000:.zero_seg
.zero_seg:
xor ax, ax
mov ss, ax
mov ds, ax
mov es, ax
mov fs, ax
mov gs, ax
mov sp, _start
cld
sti
; Reset disk
call reset_disk
; Load disk sectors
mov al, 2 ; sectors to read
mov cl, 2 ; start sector
mov bx, second_sector ; offset to load
call read_disk
; Enable A20 line
call enable_a20
jmp second_sector
_end1:
jmp $
%include "liba/disk.asm"
%include "liba/a20.asm"
; padding and magic number
times 510-($-$$) db 0
dw 0xaa55
second_sector:
call check_long
call switch_long
_hang:
jmp $
%include "liba/long.asm"
%include "liba/gdt.asm"
[bits 64]
extern helper_func
long_mode:
jmp kernel_code
_end2:
jmp $
times 512-($-$$-512) db 0
kernel_code:
; two byte
call helper_func
helper.asm:
[bits 64]
section .text
global helper_func
helper_func:
kernel_end:
hlt
jmp .kernel_end
ret
在 os.asm 中我使用了这个库：
disk.asm:
read_disk:
pusha
mov ah, 0x02
mov dl, 0x80 ; 0x00 Floppy/FlashDrive -- 0x80 HardDisk
mov ch, 0 ; cylinder
mov dh, 0 ; head
int 0x13
jc .disk_err
popa
ret
.disk_err:
jmp $
reset_disk:
xor ax, ax
mov bx, second_sector
mov dl, 0x80
int 0x13
ret
a20.asm:
test_a20:
pusha
mov ax, [0x7dfe]
push bx
mov bx, 0xffff
mov es, bx
pop bx
mov bx, 0x7e0e
mov dx, [es:bx]
cmp ax, dx
je .cont
popa
mov ax, 1
ret
.cont:
mov ax, [0x7dff]
push bx
mov bx, 0xffff
mov es, bx
pop bx
mov bx, 0x7e0f
mov dx, [es:bx]
cmp ax, dx
je .exit
popa
mov ax, 1
ret
.exit:
popa
xor ax, ax
ret
enable_a20:
pusha
;BIOS
mov ax, 0x2401
int 0x15
call test_a20
cmp ax, 1
je .done
;Keyboard
sti
call wait_c
mov al, 0xad
out 0x64, al
call wait_c
mov al, 0xd0
out 0x64, al
call wait_d
in al, 0x60
push ax
call wait_d
mov al, 0xd1
out 0x64, al
call wait_c
pop ax
or al, 2
out 0x60, al
call wait_c
mov al, 0xae
out 0x64, al
call wait_c
sti
call test_a20
cmp ax, 1
je .done
;FastA20
in al, 0x92
or al, 2
out 0x92, al
call test_a20
cmp al, 1
je .done
jmp $
.done:
popa
ret
wait_c:
in al, 0x64
test al, 2
jnz wait_c
ret
wait_d:
in al, 0x64
test al, 1
jz wait_d
ret
long.asm:
enable_long:
cli
call check_long
mov edi, 0x1000
mov cr3, edi
xor eax, eax
mov ecx, 4096
rep stosd
mov edi, 0x1000
mov dword [edi], 0x2003
add edi, 0x1000
mov dword [edi], 0x3003
add edi, 0x1000
mov dword [edi], 0x4003
add edi, 0x1000
mov dword ebx, 3
mov ecx, 512
.setEntry:
mov dword [edi], ebx
add ebx, 0x1000
add edi, 8
loop .setEntry
mov eax, cr4
or eax, 1 << 5
mov cr4, eax
mov ecx, 0xc0000080
rdmsr
or eax, 1 << 8
wrmsr
mov eax, cr0
or eax, 1 << 31
or eax, 1 << 0
mov cr0, eax
ret
switch_long:
call enable_long
lgdt [GDT.Pointer]
jmp GDT.Code:long_mode
ret
check_long:
pusha
pushfd
pop eax
mov ecx, eax
xor eax, 1 << 21
push eax
popfd
pushfd
pop eax
xor eax, ecx
jz .done
mov eax, 0x80000000
cpuid
cmp eax, 0x80000001
jb .done
mov eax, 0x80000001
cpuid
test edx, 1 << 29
jz .done
popa
ret
.done:
popa
jmp $
gdt.asm:
GDT:
.Null: equ $ - GDT
dw 0
dw 0
db 0
db 0
db 0
db 0
.Code: equ $ - GDT
dw 0
dw 0
db 0
db 10011000b
db 00100000b
db 0
.Data: equ $ -GDT
dw 0
dw 0
db 0
db 10000000b
db 0
db 0
.Pointer:
dw $ - GDT - 1
dq GDT
我对您正在构建的环境一无所知。我 强烈建议 构建一个 x86-64 cross compiler。
我可以对一些可能出现的问题做出合理的猜测。使用 GCC link 将生成一个 .note.gnu.build-id 部分并将其放在二进制文件中所有其他部分之前。这将产生将您的磁盘引导签名 (0xaa55) 移动到第一个扇区最后 2 个字节以外的位置的效果。这是我认为您的磁盘不会被识别为可启动的唯一原因，这在您的屏幕截图中似乎就是这种情况。您需要将 -Wl,build-id=none 添加到您的 GCC link 选项以防止生成此部分。
要按照您现在的方式构建自定义 64 位引导加载程序，您应该将所有内容生成为 64 位对象而不是 32 位对象。使用 GCC compiling/linking 时使用 -m64，使用 NASM 进行汇编时使用 -felf64（如果使用 as GNU 汇编程序进行汇编，则使用 --64）。
确保您没有使用 -static 生成可重定位代码，我建议使用选项 -fno-asynchronous-unwind-tables.
.eh_frame 部分
linker 脚本使用 -T 选项传递，而不是 -t 选项。在你的 linking 选项中你有-t linker.ld并且它应该是 -T linker.ld
您可以通过让它确定源 object/executable 类型来简化 OBJCOPY 参数。您可以改为 objcopy -O binary myos.bin myos.bin.new。
我认为您应该使用的命令可能如下所示：
nasm -f elf64 os.asm -o os.obj
nasm -f elf64 helper.asm -o helper.obj
gcc -m64 -wl,--build-id=none -static -fno-asynchronous-unwind-tables \
-nostdlib -nodefaultlibs -lgcc os.obj helper.obj -T linker.ld -o myos.bin
objcopy -O binary myos.bin myos.bin.new
观察和笔记
在
disk.asm中，您硬编码驱动器编号。您可以 reuse/save 在引导加载程序首次启动时 DL 寄存器的值。 BIOS 为您传递 DL 中的引导驱动器编号。如果您重复使用该值，则无需根据启动的驱动器类型（软盘、硬盘等）更改代码我有一些
将来当你开始编译 C 文件时，我推荐这些选项：
gcc -m64 -ffreestanding -mcmodel=kernel -mno-red-zone \ -mno-mmx -mno-sse -mno-sse2 -c filename.c -o filename.o