无操作系统执行

Question

如何将一个C程序编译成有效的ELF格式（或RAW格式），以便可以直接从RAM中执行，而无需任何操作系统(OS)？假设存在一个引导程序(bootloader)，它能够将代码加载到RAM中的任何位置，并在该地址处开始执行。确切地说，需要哪些编译器(GCC)标志？是否需要映射文件？

欢迎提供一个helloworld应用程序示例：）

详细说明一下我的观点，让main()方法成为一个空的无限循环，以确保不使用任何OS特定或标准库调用。期望的输出是“hang”。使用通常的GCC选项，引导程序肯定无法加载可执行文件，告诉它这是无效的ELF格式。然而，通过向链接器传递-dN选项，将使其成为有效的ELF。还需要更多的编译器/链接器选项才能使其“hang”而不会崩溃！到底是哪些编译器选项呢？

file.c:
int main()
{
    while(1);
}

编译
使用gcc命令对file.c进行编译：gcc -c -nostdinc -fno-builtin file.c
使用ld命令将file.o链接为可执行文件：ld -dN -nostdlib file.o

引导加载器将a.out文件加载到RAM中并执行。

- CID

Answer 1

首先，在引导加载程序完成其工作后，你能做的事情是有限的。这些限制是由以下原因造成的：（假设您的引导加载程序（例如：grub）将您带入了32位保护模式） 1. 没有启用分页。 您需要启用它。 2. 在此期间，您无法与设备交互，因为您必须为IRQ设置处理程序。

这是一个我用来学习裸机编程艺术的经典链接（http://geezer.osdevbrasil.net/osd/index.htm）。该页面上还有一个下载链接 (http://geezer.osdevbrasil.net/osd/code/osd.tgz)。tar文件中包含了不断增加复杂程度的演示内核。另外，您可以查看makefile(linux.mak)并获取gcc所需的必要标志。

我打开了一个随意的makefile，发现使用了以下标志： gcc : -nostdinc -fno-builtin ld: -nostdlib (因为进行了显式调用，所以ld也需要一个标志).

该标志的作用是告诉gcc不要与标准库进行链接。

- user86735

---

谢谢...这些链接非常有用 :) - AIB

Answer 2

coreboot可以加载独立的ELF文件。

参见“初始化DRAM”：

http://en.wikipedia.org/wiki/Coreboot

- plan9assembler

Answer 3

http://www.osdever.net/bkerndev/index.php

这个网站逐步回答了你的问题...

- suresh

Answer 4

你是否意识到，如果你不加载操作系统，你必须编写设备驱动程序才能与任何设备配合使用。这意味着如果没有为特定的视频卡编写驱动程序，就不能将内容写入屏幕，没有为特定的硬盘控制器卡编写驱动程序，就不能从磁盘读取内容，也不能访问键盘等。

你可以考虑一下叫做显示器模式的东西。基本思路是操作系统运行，加载应用程序所需的一切，加载您的应用程序，然后您无法切换到其他应用程序。

- Chas. Owens

---

不必编写设备驱动程序，您可以保持实模式并使用BIOS中断来访问所有这些内容。否则，视频（VESA），键盘（PS / 2仿真）等都是相当标准化的。 - Andy

首先，我试图创建一个系统挂起（请参见问题中的代码）。要产生挂起，您不需要任何驱动程序（除了可能是内存驱动程序，我认为引导加载程序将提供）。但是我遇到了崩溃。一旦我完成这个，我就可以获得驱动程序代码并进一步探索... - AIB