JamesM's kernel development tutorials - 1. díl
 x   TIP: Přetáhni ikonu na hlavní panel pro připnutí webu
Reklama

JamesM's kernel development tutorials - 1. dílJamesM's kernel development tutorials - 1. díl

 
Hledat
Moderní platforma pro vytvoření vašeho nového webu – Wix.com.
Nyní už můžete mít web zdarma.
Vybavení pro Laser Game
Spuštěn Filmový magazín
Laser Game Brno

JamesM's kernel development tutorials - 1. díl

Google       Google       15. 5. 2008       18 296×

Nastavení prostředí
Překlad jednoho z nejlepších tutoriálů pro začínající OS vývojáře od Jamese Molloye (www.jamesmolloy.co.uk).

Reklama
Reklama

Chtěl bych poděkovat Jamesi Molloyovi, který mi dovolil jeho tutoriál(y) přeložit. Tuším, že se tak stanou vůbec prvními svého druhu na českém Internetu.

Kontakt na autora:

  • www.jamesmolloy.co.uk – autorův „internetový domov“, najdete zde jednak tutoriály v originálním anglickém podání, jednak „Jimix“ – jádro psané v C++
  • james<at>jamesmolloy.co.uk – emaily na tuto adresu pište prosím POUZE v angličtině.

Potřebujeme základ pro návrh a tvorbu našeho jádra. Budu předpokládat, že používáte systém *nix s programovacími nástroji GNU. Pokud byste chtěli používat systém Windows, budete se muset poohlédnout buďto po cygwin (což je kolekce programů, snažící se emulovat *nix) nebo po DJGPP. Žádný z nich vám ovšem nezaručí funkčnost makefilů a příkazů použitých v tomto seriálu.

Struktura adresáře

Takto vypadá můj adresář:

tutorial
 |
 +-- src
 |
 +-- docs

Všechny zdrojové kódy přijdou do src a všechna vaše dokumentace (budete psát dokumentaci? ;) ) by měla přijít do docs.

Kompilace

Příklady v tutoriálu byste měli úspěšně zkompilovat se sadou programovacích nástrojů GNU (gcc, ld, gas, atd). Zdrojáky v assembleru jsou napsány syntaxí Intel, která je (můj osobní názor) o mnoho čitelnější než AT&T syntaxe používaná GNU AS. Budete tedy potřebovat i Netwide Assembler.

Tento tutoriál se nezabývá programováním bootloaderu. K nahrávání našeho jádra budeme používat GRUB. K tomu potřebujeme obraz diskety s přednahraným GRUBem. Existují sice tutoriály zabývající se touto problematikou, ale já jsem naštestí vytvořil standardní obraz, který naleznete zde. Zkopírujte ho do vašeho tutorial (nebo jak jste si ho pojmenovali) adresáře.

Spuštění

Svoje jádro nemůžete testovat na počítači se zavedeným operačním systémem. Naneštěstí vám počítač bez OS nedokáže říct, kde došlo k chybě (i když vy samozřejmě napíšete absolutně bezchybný kód hned napoprvé, že?) Tady se nabízí bochs - open-source x86-64 emulátor. Když se něco nepovede, bochs vám to poví a navíc uloží stav procesoru, což je velice užitečné. Taktéž ho spustíte či restartujete daleko rychleji než opravdový počítač. Moje příklady na něm budou perfektně fungovat.

Bochs

Abyste zprovoznili bochs, potřebujete jeho konfigurační soubor (bochsrc.txt). Shodou okolností se dále jeden nachází!

Budtě opatrní s umístěním souborů biosu. Zdá se, že se mění během instalace, a pokud jste si bochs kompilovali sami, je velice pravděpodobné, že soubory nebudete mít. Pokuste se je vygooglit - kromě jiných si je můžete stáhnout i z oficiálních stránek bochsu.

megs: 32
romimage: file=/usr/share/bochs/BIOS-bochs-latest, address=0xf0000
vgaromimage: /usr/share/bochs/VGABIOS-elpin-2.40
floppya: 1_44=/dev/loop0, status=inserted
boot: a
log: bochsout.txt
mouse: enabled=0
clock: sync=realtime
cpu: ips=500000

Užitečné scripty

Několik úkonů budeme provádět velmi často - vytvářet (kompilovat a linkovat) projekt a přenášet výsledné jádro na náš obraz diskety.

Makefile

# Makefile pro JamesM's kernel tutorials.
# Pravidla pro C a C++ jsou defaultně nastaveny.
# Jediné, co musíme změnit, jsou parametry pro assembler, 
# jelikož používáme NASM namísto GNU AS

SOURCES=boot.o

CFLAGS=
LDFLAGS=-Tlink.ld
ASFLAGS=-felf

all: $(SOURCES) link

clean:
	-rm *.o kernel

link:
	-ld $(LDFLAGS) -o kernel $(SOURCES)

.s.o:
	nasm $(ASFLAGS) $<

Makefile zkompiluje každý zdroják v SOURCES a pak je zlinkuje dohromady do jediného ELF souboru, kernel. K tomu použije script link.ld:

link.ld

/* link.ld -- linker script pro jádro - zajístí, že všechno přijde na správné místo
 * Originální script převzat z Bran's Kernel Development tutorials:
 * http://www.osdever.net/bkerndev/index.php.
*/

ENTRY(start)
SECTIONS
{
  .text 0x100000 :
  {
    code = .; _code = .; __code = .;
    *(.text)
    . = ALIGN(4096);
  }

  .data :
  {
     data = .; _data = .; __data = .;
     *(.data)
     *(.rodata)
     . = ALIGN(4096);
  }

  .bss :
  {
    bss = .; _bss = .; __bss = .;
    *(.bss)
    . = ALIGN(4096);
  }

  end = .; _end = .; __end = .;
}

Tento script poví LD, jakým způsobem má sestavit obraz jádra. První řádek říká, že startovní pozicí naší "binárky" by měl být symbol start. Následně určíme, aby sekce .text (tam přijde všechen kód) byla přede všemi ostatními a začínala na adrese 0x100000 (1MB). Sekce .data (inicializovaná statická data) a .bss (neinicializovaná statická data) budou hned za .text, každá zarovnaná na začátek stránky (ALIGN(4096)). Linuxovský GCC také často přidává speciální sekci dat: .rodata. Ta je pro read-only inicializovaná data, např. konstanty. Pro jednoduchost ji nacpeme do sekce .data.

update_image.sh

Drobounký script, který přenese naše nové jádro na obraz diskety (Předpokladem k úspešnému provedení scriptu je existence adresáře /mnt). Pozor: budete potřebovat /sbin v $PATH, abyste mohli použít losetup.

#!/bin/bash

sudo losetup /dev/loop0 floppy.img
sudo mount /dev/loop0 /mnt
sudo cp src/kernel /mnt/kernel
sudo umount /dev/loop0
sudo losetup -d /dev/loop0

run_bochs.sh

Tento script připojí "loopback" zařížení, spustí na něm bochs a následně ho opět odpojí.

#!/bin/bash

sudo /sbin/losetup /dev/loop0 floppy.img
sudo bochs -f bochsrc.txt
sudo /sbin/losetup -d /dev/loop0
Zdroj: http://www.jamesmolloy.co.uk/tutorial_html/1.-Environment%20setup.html

×Odeslání článku na tvůj Kindle

Zadej svůj Kindle e-mail a my ti pošleme článek na tvůj Kindle.
Musíš mít povolený příjem obsahu do svého Kindle z naší e-mailové adresy kindle@programujte.com.

E-mailová adresa (např. novak@kindle.com):

TIP: Pokud chceš dostávat naše články každé ráno do svého Kindle, koukni do sekce Články do Kindle.

4 názory  —  4 nové  
Hlasování bylo ukončeno    
0 hlasů
Google
Autor obstojně ovládá PHP a C/C++, zajímají ho operační systémy, umělá inteligence, hry a počítačová bezpečnost. Miluje dobré jídlo, pití a dostatek spánku. Mezi jeho další koníčky patří psychologie, hra na klavír či létání.

Nové články

Obrázek ke článku NVIDIA shrnuje přehled novinek na E3 2018

NVIDIA shrnuje přehled novinek na E3 2018

Společnost NVIDIA si u příležitosti E3 2018 připravila řadu novinek, které uvádí v kompletním přehledu, Například nové hry s podporou NVIDIA Highlights, která je součástí aplikace GeForce Experience, i nadále nabírá na obrátkách. Kromě výše zmíněné Shadow of the Tomb Raider získaly podporu také hry Dirty Bomb a Switchblade.

Reklama
Reklama
Obrázek ke článku SODAT vidí budoucnost datové bezpečnosti ve strojovém učení

SODAT vidí budoucnost datové bezpečnosti ve strojovém učení

Firmy chrání svá citlivá data často nedostatečně. Podle průzkumu společnosti SODAT se v minulém roce setkalo až 80 % z nich s bezpečnostním incidentem ztráty nebo úniku dat. Jedna z pilotních firem, která testovala novou verzi řešení SODAT Protection & Analytics 2.0pro bezpečností analýzu a monitoring dat díky novince zjistila, kdo z disku smazal důležité výkresy a mohla na incident včas reagovat.

Obrázek ke článku Kontrolujete pracovní emaily i na dovolené? 7 tipů odborníka, jak nepřijít o data

Kontrolujete pracovní emaily i na dovolené? 7 tipů odborníka, jak nepřijít o data

Letní měsíce jsou pro většinu zaměstnanců spojené s každoroční dovolenou. Z údajů Českého statistického úřadu vyplývá, že v roce 2017 podnikli Češi přes 13 milionů delších cest (tzn. s více než čtyřmi noclehy). Přitom právě na období července, srpna a září připadá více než 7,5 milionů z nich. Nicméně tradiční představu o dovolené jako o čase, kdy má práci na starost někdo jiný, Češi boří. 

Obrázek ke článku 10 SEO mýtů, které už nemusíte v roce 2018 řešit

10 SEO mýtů, které už nemusíte v roce 2018 řešit

„Kolik má být na stránce klíčových slov?“, „Nemáš vyplněný meta tag keywords, to nebude fungovat.“, „Katalogy jsou mrtvý“. Také jste už slyšeli některé z těchto otázek? Pojďme si na ně konečně jednou provždy odpovědět.

Hostujeme u Českého hostingu       ISSN 1801-1586       ⇡ Nahoru Webtea.cz logo © 20032018 Programujte.com
Zasadilo a pěstuje Webtea.cz, šéfredaktor Lukáš Churý