遵循简单的内核教程时出现奇怪的链接器错误 gcc

Question

我正在关注如何制作一个简单的可启动内核的教程：http://www.osdever.net/tutorials/view/writing-a-simple-c-kernel

教程中有以下必备文件：

内核.c 源代码：

#define WHITE_TXT 0x07 // white on black text

void k_clear_screen();
unsigned int k_printf(char *message, unsigned int line);


k_main() // like main in a normal C program
{
    k_clear_screen();
    k_printf("Hi!\nHow's this for a starter OS?", 0);
};

void k_clear_screen() // clear the entire text screen
{
    char *vidmem = (char *) 0xb8000;
    unsigned int i=0;
    while(i < (80*25*2))
    {
        vidmem[i]=' ';
        i++;
        vidmem[i]=WHITE_TXT;
        i++;
    };
};

unsigned int k_printf(char *message, unsigned int line) // the message and then the line #
{
    char *vidmem = (char *) 0xb8000;
    unsigned int i=0;

    i=(line*80*2);

    while(*message!=0)
    {
        if(*message=='\n') // check for a new line
        {
            line++;
            i=(line*80*2);
            *message++;
        } else {
            vidmem[i]=*message;
            *message++;
            i++;
            vidmem[i]=WHITE_TXT;
            i++;
        };
    };

    return(1);
};

kernel_start.asm 源代码：

[BITS 32]

[global start]
[extern _k_main] ; this is in the c file

start:
  call _k_main

  cli  ; stop interrupts
  hlt ; halt the CPU

链接.ld 源代码：

OUTPUT_FORMAT("binary")
ENTRY(start)
SECTIONS
{
  .text  0x100000 : {
    code = .; _code = .; __code = .;
    *(.text)
    . = ALIGN(4096);
  }
  .data  : {
    data = .; _data = .; __data = .;
    *(.data)
    . = ALIGN(4096);
  }
  .bss  :
  {
    bss = .; _bss = .; __bss = .;
    *(.bss)
    . = ALIGN(4096);
  }
  end = .; _end = .; __end = .;
}

编译说明如下：

nasm -f aout kernel_start.asm -o ks.o
gcc -c kernel.c -o kernel.o
ld -T link.ld -o kernel.bin ks.o kernel.o

我能够成功执行前两行：

nasm -f aout kernel_start.asm -o ks.o
gcc -c kernel.c -o kernel.o

然后当我尝试运行这一行时：

ld -T link.ld -o kernel.bin ks.o kernel.o

我得到错误：

C:\basic_kernel>ld -T link.ld -o kernel.bin ks.o kernel.o
ks.o: file not recognized: File format not recognized

有谁知道这是为什么以及如何解决这个问题？ 我正在使用 Windows 7 64 位

Answer 1

您需要将-f aout 更改为-f elf 才能链接生成的目标文件。

现代链接器将期待 ELF 和/或 Windows PECOFF；您的显然无法识别过时的 a.out 对象文件格式。

当没有使用 -f 选项给出格式时，NASM 默认为平面二进制模式，因此完全删除它不是您想要的。

Answer 2

您的gcc 和ld 可能需要PECOFF 或ELF 目标文件，而不是a.out，它是旧的和过时的。尝试将 nasm 调用中的 -f aout 替换为 -f elf 用于 ELF32 .o 或 -f win32 用于 PECOFF .obj

（完全删除 -f 会为您提供默认的 -f bin 平面二进制文件，例如 .com 可执行文件或 MBR 引导扇区，而不是链接器输入。）

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如果这不起作用，请尝试将此文件命名为 ks.s，将其与 gcc ks.s -c -o ks.o 组合在一起，然后使用它而不是 ks.o / kernel_start.asm 你有：

    .text
    .code32
    .globl start
start:
    call _k_main
    cli
    hlt

警告：它没有出现在这个例子中，但是当你以这种方式编写程序集时使用的指令语法与你所期望的非常不同。 This SO question 指向指南的链接。使用 GAS 的 .intel_syntax noprefix 指令将提供与 NASM 不同的语法；它更像是 MASM。

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需要注意的其他问题：您很有可能不在程序集中的符号_k_main 的开头有一个下划线。 C 中定义的所有符号开头的下划线是它在 a.out 中的工作方式，但在 ELF 中没有。我不知道PECOFF。

Answer 3

我不使用 Windows，所以我不知道这将如何适用于您的问题，但我曾经在编译内核时遇到过同样的问题（ld 给了我相同的错误代码）。问题是我的代码是由 clang 编译的，而不是由我的工具链的 GCC 编译的，因此当我的工具链的 ld 试图链接它时，它无法读取目标文件，因为它们不是它所期望的格式.如果您没有使用 x86 工具链（交叉编译器），请使用其中一个并确保使用该工具链中包含的 GCC 来编译您的文件。

Answer 4

将 kernel.asm 中的 _k_main 替换为 k_main，如下所示：

[BITS 32] 

[global start]
[extern k_main] ; include the c kernel

start:
    call k_main ; call the c kernel

    cli  ; stop interrupts
    hlt ; halt the CPU