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如何使用程序集(NASM)引导装载器编译Rust内核

使用NASM编写引导装载器并编译Rust内核是一个有趣且复杂的项目。以下是一个基本的步骤指南,帮助你从编写引导装载器到编译和运行Rust内核。

1. 安装必要的工具

首先,你需要安装NASM、Rust和一个交叉编译器(如x86_64-elf-gcc)。

安装NASM

代码语言:javascript
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sudo apt-get install nasm

安装Rust

代码语言:javascript
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curl --proto '=https' --tlsv1.2 -sSf https://sh.rustup.rs | sh
source $HOME/.cargo/env

安装交叉编译器

你可以从源代码编译x86_64-elf-gcc,或者使用包管理器安装。

2. 编写引导装载器

创建一个名为boot.asm的文件,编写一个简单的引导装载器。

代码语言:javascript
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; boot.asm
BITS 16
ORG 0x7C00

start:
    ; 设置段寄存器
    xor ax, ax
    mov ds, ax
    mov es, ax
    mov ss, ax
    mov sp, 0x7C00

    ; 加载第二阶段引导装载器或内核
    mov si, msg
    call print_string

    ; 无限循环
hang:
    jmp hang

print_string:
    mov ah, 0x0E
.next_char:
    lodsb
    cmp al, 0
    je .done
    int 0x10
    jmp .next_char
.done:
    ret

msg db 'Hello, World!', 0

times 510-($-$$) db 0
dw 0xAA55

3. 编译引导装载器

使用NASM编译引导装载器。

代码语言:javascript
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nasm -f bin boot.asm -o boot.bin

4. 创建Rust内核

创建一个新的Rust项目。

代码语言:javascript
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cargo new --bin kernel
cd kernel

编辑Cargo.toml文件,添加以下内容:

代码语言:javascript
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[package]
name = "kernel"
version = "0.1.0"
authors = ["Your Name <you@example.com>"]
edition = "2018"

[dependencies]

[profile.dev]
panic = "abort"

[profile.release]
panic = "abort"

编辑src/main.rs文件,编写一个简单的内核。

代码语言:javascript
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#![no_std]
#![no_main]

use core::panic::PanicInfo;

#[no_mangle]
pub extern "C" fn _start() -> ! {
    loop {}
}

#[panic_handler]
fn panic(_info: &PanicInfo) -> ! {
    loop {}
}

5. 配置Rust编译器

创建一个名为.cargo/config.toml的文件,添加以下内容:

代码语言:javascript
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[target.x86_64-unknown-none]
runner = "bootimage runner"
rustflags = [
  "-C", "link-arg=-Tlinker.ld",
]

[build]
target = "x86_64-unknown-none"

创建一个名为linker.ld的链接脚本:

代码语言:javascript
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ENTRY(_start);

SECTIONS
{
    . = 0x100000;

    .text :
    {
        *(.text._start)
        *(.text*)
    }

    .rodata :
    {
        *(.rodata*)
    }

    .data :
    {
        *(.data*)
    }

    .bss :
    {
        *(.bss*)
    }
}

6. 编译Rust内核

编译Rust内核:

代码语言:javascript
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cargo build --release

7. 创建启动镜像

将引导装载器和内核合并到一个镜像文件中。

代码语言:javascript
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dd if=/dev/zero of=boot.img bs=512 count=93750
dd if=boot.bin of=boot.img conv=notrunc
dd if=target/x86_64-unknown-none/release/kernel of=boot.img bs=512 seek=1 conv=notrunc

8. 运行镜像

你可以使用QEMU来运行生成的镜像文件。

代码语言:javascript
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qemu-system-x86_64 -drive format=raw,file=boot.img
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