将 c 内核从 x64 系统交叉编译为 x32 二进制文件

Question

我正在尝试在教育目的中创建操作系统内核。
使用本指南，我用fasm编写了一个引导加载程序：

use16
org 0x7c00
start:
jmp kernel_start
KERNEL_OFFSET equ 0x1000

gdt_start:
gdt_null:
dd 0x0
dd 0x0
gdt_code:
dw 0xffff
dw 0x0000
db 0x00
db 10011010b
db 11001111b
db 0x00
gdt_data:
dw 0xffff
dw 0x0000
db 0x00
db 10010010b
db 11001111b
db 0x00
gdt_end:
gdt_descriptor:
dw gdt_end - gdt_start - 1
dd gdt_start

CODE_SEG equ gdt_code - gdt_start
DATA_SEG equ gdt_data - gdt_start

read_disk:
pusha
push dx
mov ah, 0x02
mov al, dh
mov ch, 0x00
mov dh, 0x00
mov cl, 0x02
int 0x13
jc .disk_error
pop dx
cmp dh, al
jne .disk_error
jmp .done
.disk_error:
mov bx, ERROR_MSG
call write_string
stc
.done:
popa
ret

write_string:
pusha
mov ah, 0x0e
.repeat:
lodsb
cmp al, 0x00
je .done
int 0x10
jmp .repeat
.done:
popa
ret

kernel_start:
mov [BOOT_DRIVE], dl
cli
mov ax, cs
mov ss, ax
mov sp, start
mov bp, start
sti
mov ds, ax
mov es, ax
mov si, BOOT_MSG
call write_string
mov dh, 15
mov dl, [BOOT_DRIVE]
mov bx, KERNEL_OFFSET
call read_disk
cli
lgdt [gdt_descriptor]
mov eax, cr0
or eax, 0x01
mov cr0, eax
jmp CODE_SEG:kernel_launch

use32
kernel_launch:
mov ax, DATA_SEG
mov ds, ax
mov ss, ax
mov es, ax
mov fs, ax
mov gs, ax
mov ebp, start
mov esp, start
call KERNEL_OFFSET
jmp $

variables:
BOOT_DRIVE db 0
KERNEL_LEN file "kernel_info.bb": 0x0, 1
BOOT_MSG   db "Booted in real mode...", 0x0d, 0x0a, 0
ERROR_MSG  db "Could not load second boot loader!", 0x0d, 0x0a, 0
magic_numbers:
times 510-($-$$) db 0
dw 0xaa55

我已经用fasm loader.asm编译了它，并使用dd制作了一个iso。它可以在OracleVM中很好地打印消息。

现在是时候将其与 c 部分结合起来了。但问题是：我无法在目标(x32(设备上构建。我被迫使用 x64。
根据这本手册，我找到了一种编译elf可执行文件并将其与多重引导链接的方法。但我不想使用多重引导标准 - 我宁愿使用自写的引导加载程序(上面的那个(。

我应该使用哪些工具、参数和配置将 c 代码编译为 x32，将其与汇编程序部分链接并创建二进制文件？
或者也许我应该分别编译 assempler 部分二进制和 c 部分，然后将它们一个接一个地写入磁盘映像？

到目前为止，我在互联网上找不到任何答案。是否有可能将这两个内核部分结合在一起？

这是我的 c 代码：

void main() {
char* video_memory = 0xb8000;
*video_memory = ’X’;
}

更新： 我尝试了以下命令：

$nasm loader.asm -f bin -o loader.bin
$gcc -m32 -fno-pie -ffreestanding -c kernel.c -o kernel.o
$ld -m -elf_i386 -o kernel.bin -Ttext 0x1000 kernel.o --oformat binary
$cat loader.bin kernel.bin > os-image

将引导加载程序和内核编译为二进制文件，然后将它们写入磁盘映像。引导加载程序按预期工作，但不显示来自内核的消息。

Answer 1

我发现了一个错误(以防有人遇到同样的问题(，构建脚本有问题，我应该使用：

$ gcc -m32 -ffreestanding -c kernel.c -o kernel.o

而不是：

$ gcc -m32 -fno-pie -ffreestanding -c kernel.c -o kernel.o

(不需要-fno-pie标志(。

还有命令：

$ ld -m -elf_i386 -o kernel.bin -Ttext 0x1000 kernel.o --oformat binary

应该分为两部分：

$ ld -m -elf_i386 -o kernel.elf -Ttext 0x1000 kernel.o
$ objcopy -O binary kernel.elf kernel.bin

就是这样！