C Sharp Bare Bones

2022-01-26T02:03:39Z

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{{BeginnersWarning}}
{{Rating|2}}

本教程旨在帮助你在 [[C Sharp | C#]] 中编写一个简单的 'Hello World' 操作系统，然后你可以编译为IA32体系结构的机器代码并通过[[GRUB]]启动。有许多用于将C# 编译到 [[CIL]] 的工具，包括微软的csc (与 [http://www.microsoft.com/net Microsoft.NET] 一起分发) 和mcs/gmcs/dmcs (与 [mono-project.com Mono] 一起分发)。此外，还有许多以提前编译方式将 [[CIL]] 编译到本机机器代码的工具，包括Microsoft的ngen，mono (带有-aot选项)，[http://gocosmos.org Cosmos]的 IL2CPU，来自 [http:// mosa-project.org/projects/mosa MOSA项目]的mosacl 和来自 [http://www.tysos.org/redmine/projects/tysos/ tysos] 项目的tysila。鉴于作者对tysos的较为程度，我们在这里重点介绍tysos。

== 先决条件 ==

你将需要一个binutils，它可以从.net，grub及其xorriso依赖 (用于生成iso图像)，[[NASM]]/[[YASM]]/类似的汇编Stub，当然还有tysila，以上这些工具逐步完成针对elf_i386仿真，mono (对于gmcs编译器) 或csc的目标构建。对于基于debian的系统，请尝试运行sudo apt-get install nasm xorriso qemu mono-devel。

对于tysila，你可以从以下位置下载预编译的二进制文件 http://www.tysos.org/files/tysila/tysila-latest.tar.bz2 (http://web.archive.org/web/20170317154703/http://www.tysos.org/files/tysila/tysila-latest.tar.bz2) 然后在路径下解压它们。请注意，由于当前Microsoft CLR中的错误，这些二进制文件在64位Windows上不起作用 (请参阅 [http://connect.microsoft.com/VisualStudio/feedback/details/635365/runtimehelpers-initializearray-fails-on-64b-framework 此处])，因此你必须从源代码构建它。

== 构建tysila ==

仅当你尚未下载上述预编译的二进制文件时，才需要这样做。使用subversion获取最新的源代码 “svn co http://www.tysos.org/svn/trunk tysos” (不在Wayback Machine中)，或从http://www.tysos.org/files/src/tysos-latest.tar.bz2下载最新的tar包(http://web.archive.org/web/*/http://www.tysos.org/files/src/tysos-latest.tar.bz2)。 Tysos是一个在C# 中开发完整的OS内核和驱动程序的项目，但是我们只想要编译器，因此我们只想编译构建树的一部分。进入tysos目录并运行
<source lang="bash">
cd tybuild && make && cd ..
cd mono/corlib && make mscorlib.dll && cd ../..
cd tysila2 && make && cd ..
</source>

你需要将mono/corlib/mscorlib.dll、tysila2/bin/Release/tysila2.exe、tysila2/bin/Release/libsupcs.dll、tysila2/bin/Release/libtysila.dll、tysila2/bin/Release/tydbfile.dll、tysila2/bin/Release/tydisasm.dll和tybuild/bin/Release/tybuild.exe文件放在路径中的某个地方。

你可能需要为mono启用binfmt_misc支持 (如果在linux上尝试此功能)。如何做到这一点不在本文档的范围内，但答案很容易通过Google获得。

== 目录布局 ==

我们将创建一个目录来构建我们的操作系统和ISO文件。像mkdir -p barebones/iso/boot/grub这样应该足够了。进入barebones目录，开始创建一些文件。

===loader.asm===

这是汇编Stub，它要包含一个多引导头。

<source lang="asm">
global sthrow

extern kmain

MODULEALIGN equ 1<<0
MEMINFO equ 1<<1
FLAGS equ MODULEALIGN | MEMINFO
MAGIC equ 0x1BADB002
CHECKSUM equ -(MAGIC + FLAGS)

section .text

align 4
dd MAGIC
dd FLAGS
dd CHECKSUM

sthrow:
hlt
jmp sthrow
</source>

===kernel.cs===

这是实际的简单内核-它只是将消息打印到屏幕上。

<source lang="csharp">
namespace BareBones
{
class Program
{
static int pos = 0;

unsafe static void Main()
{
// Clear the screen
for(int i = 0; i < 80 * 25 * 2; i++)
*(byte *)(0xb8000 + i) = 0;

// Say hi
Print("Hello World!");
}

static void Print(string s)
{
foreach(char c in s)
Print(c);
}

unsafe static void Print(char c)
{
*(byte *)(0xb8000 + pos) = (byte)c;
*(byte *)(0xb8000 + pos + 1) = 0x0f;
pos += 2;
}
}
}
</source>

===linker.ld===

链接器脚本

<source lang="c">
ENTRY (_start)

SECTIONS
{
. = 0x00100000;

.text ALIGN(0x1000) :
{
*(.text)
}

.rodata ALIGN(0x1000) :
{
*(.rodata*)
}

.data ALIGN(0x1000) :
{
*(.data)
}

.bss ALIGN(0x1000) :
{
*(COMMON)
*(.bss)
}
}
</source>

===iso/boot/grub/grub.cfg===
这是一个简短的文件，告诉grub在哪里可以找到我们的内核
<source lang="c">
multiboot /kernel.bin
boot
</source>

== 把它全部构建起来 ==
以下命令应该构建你的新C#内核。首先，组装multiboot stub:
<source lang="bash">nasm -felf -o loader.o loader.asm</source>
为了编译.cs文件到a.exe你可以选择三个选项 (取决于你的体系结构):
<source lang="bash">
gmcs /target:exe /out:kernel.exe /unsafe kernel.cs
csc /target:exe /out:kernel.exe /unsafe kernel.cs
tybuild.exe /unsafe kernel.cs
</source>
要编译kernel.exe到机器码，我们使用tysila:
<source lang="bash">tysila2.exe --arch i586-elf-tysos -fno-rtti -o kernel.o kernel.exe</source>
在这里，-fno-rtti切换禁用运行时类型信息，如果对其支持将大大扩大内核的大小，并要求你提供大量的运行时功能来支持这一点。

开始链接:
<source lang="bash">ld -m elf_i386 -T linker.ld -o iso/kernel.bin loader.o kernel.o</source>

然后我们建立一个可启动ISO映像:
<source lang="bash">grub-mkrescue -o barebones.iso iso</source>

并在qemu上运行它:
<source lang="bash">qemu-system-i386 -cdrom barebones.iso</source>

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