可启动的最小内核测试

通过 Docker 构建一个最小化的内核系统(打印 Hello World),使用 GRUB 来做引导,最终生成一个 iso 文件。

最终的效果为,通过 CD-ROM 启动机器,并能在屏幕上打印 Hello World。

本人机器是 ARM Apple M1,其他 CPU 和操作系统应该也没问题。

计算机启动过程概要:bios -> grub -> kernel -> application

QuickStart

$ qemu-system-x86_64 -cdrom os.iso

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构建环境

Docker(简易方式)

简易方式,通过 Dockerfile 构建镜像,已适配国内加速。

$ docker build -t bootable-compiler-amd64 .

Docker(分步骤)

运行 Docker:
$ docker run --rm -it --platform linux/amd64 mirror.gcr.io/ubuntu:22.04
  • --rm 关闭容器后,自动删除容器,避免每次启动 + 关闭后,有一堆的容器列表
  • -it--interactive--tty 的组合,创建一个能和 docker 交互的终端命令行界面
  • --platform linux/amd64 目的是运行 x86 架构的镜像,默认跟随系统,如 Apple M1 默认为 ARM
  • mirror.gcr.io/ubuntu:22.04 为镜像名称,为避免国内的较差的网速,通过 mirror.gcr.io 进行加速。
安装构建工具(docker 环境中)
参考 [intermezzos](https://intermezzos.github.io/book/first-edition/linux.html) 的指南。
$ apt-get install nasm xorriso qemu build-essential

# 安装 grub-mkrescue 工具
$ apt-get install grub2-common

# 为了解决 Could not read from CDROM (code 0009)
# 参考:https://intermezzos.github.io/book/first-edition/appendix/troubleshooting.html#could-not-read-from-cdrom-code-0009
$ apt-get install grub-pc-bin
创建并保存当前容器

为了保存当前容器,方便后续继续使用(因为加了 --rm 命令,所以需要保持当前容器,并新开终端执行)。

# 显示容器列表
$ docker ps

# 通过刚刚显示的 container id,进行提交保存,名称为 bootable-compilter-amd64
# 比如:docker commit 0b27d34a970d bootable-compiler-amd64
$ docker commit <container-id> bootable-compiler-amd64

构建

启动 docker 编译

# 运行,并挂载当前 git 项目目录到 docker 的 /home 目录
$ docker run -it --rm -v .:/home bootable-compiler-amd64

构建

$ nasm -f elf64 multiboot_header.asm
$ nasm -f elf64 boot.asm
$ ld --nmagic --output=kernel.bin --script=linker.ld multiboot_header.o boot.o
$ grub-mkrescue -o os.iso isofiles

运行测试

qemu-system-x86_64 -cdrom os.iso

References

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