ゼロからの OS 自作入門 を読みながらカーネルの最初の実装を行うところまでの流れを確認する

Kernel の実装

コンパイルとリンクは以下のコマンドにて行う

$ clang++ -O2 -Wall -g --target=x86_64-elf -ffreestanding -mno-red-zone -fno-exceptions -fno-rtti -std=c++17 -c kernel/main.cpp
$ ld.lld -entry KernelMain -z norelro --image-base 0x1000000 --static -o kernel.elf main.o

このようにして作成した ELF ファイルはただ待機するだけだが、ブートローダーではなく立派な Kernel であるが、そのために実際にマシンで実行するためにはこのカーネルを読み出すブートローダーを実装してやらなければならない

ブートローダーの実装

メモリマップの取得とブートサービスの終了

カーネルファイルの読み出しと実行

$ readelf -h ~/Workspace/OS/MikanOS/kernel.elf
ELF Header:
  Magic:   7f 45 4c 46 02 01 01 00 00 00 00 00 00 00 00 00
  Class:                             ELF64
  Data:                              2's complement, little endian
  Version:                           1 (current)
  OS/ABI:                            UNIX - System V
  ABI Version:                       0
  Type:                              EXEC (Executable file)
  Machine:                           Advanced Micro Devices X86-64
  Version:                           0x1
  Entry point address:               0x1001120
  Start of program headers:          64 (bytes into file)
  Start of section headers:          880 (bytes into file)
  Flags:                             0x0
  Size of this header:               64 (bytes)
  Size of program headers:           56 (bytes)
  Number of program headers:         4
  Size of section headers:           64 (bytes)
  Number of section headers:         11
  Section header string table index: 9

その他作業メモ

脇道にそれてメモった内容を残しておく

レジスタ

ハードリンクとシンボリックリンク

前提

$ tree
.
└── pkg
    └── file

1 directory, 1 file

ハードリンクとシンボリックリンクを行う

$ ln ./pkg/file ./hardlinked_file
$ ln -s ./pkg/file ./softlinked_file
$
$ tree
.
├── hardlinked_file
├── pkg
│   └── file
└── softlinked_file -> ./pkg/file

ハードリンクは実体と同じ i ノードを指しているが、シンボリックリンクは異なる i ノードを指している。inode に関しては以前、これを枯渇させる実験を行ったときのメモ記事もある。

$ ls -i ./pkg/file
98981669 ./pkg/file
dir $ ls -i ./hardlinked_file
98981669 ./hardlinked_file
dir $ ls -i ./softlinked_file
98981732 ./softlinked_file

そのためリンク先のファイルを削除するとシンボリックリンクからはアクセスできなくなる一方で、ハードリンクは普通にひらける

$ rm ./pkg/file
$ ioen ./softlinked_file
-bash: ioen: command not found
$ open ./hardlinked_file
$