CPU在访问全局变量时重置自定义C内核的执行

希望你在面试中表现良好

作为一个简短的介绍：我写这个问题并不是作为特里特，而是作为来自西班牙的计算机科学学生协会ASOC的成员。我们试图通过自己开发一个内核来学习内核是如何工作的。我们已经将所有代码（与问题相关）发布在

由于我们是大约30名学生，我们已经将工作分为：文件系统、内存、用户空间软件（仅仅是shell）、进程管理和引导加载程序

当我们开发一个月后，我们在最后一部分遇到了一些真正的麻烦，所以在这里我请求您对这个主题提供一些帮助

从BIOS将我们设置为

0x7c00

开始，我们遵循的步骤是：

• 通过跳远设置CS（谢谢佩奇先生！）
• 保存主磁盘
• 设置16位堆栈
• 从磁盘加载8个扇区（第二阶段）
• 加载32位GDT
• 负载IDT
• 启用保护模式（CR0）
• 执行跳远以冲洗管道并设置CS
• 将所有分段设置为相同（平面分段）
• 将新堆栈设置为

  0x90000

• 通过CPUID检测LM是否存在
• 禁用旧分页（我们没有在PM中设置分页）
• 设置页面表
• 激活PAE
• 激活LM
• 启用分页
• 加载GDT（与32位相同，可能在兼容模式下？）
• 跳远的原因与上述相同
• 更新段
• 重置堆栈
• 通过

  extern kmain Call kmain调用C kmain

我们的链接器脚本是：

OUTPUT_FORMAT("binary");
ENTRY(boot);
SECTIONS
{
    . = 0x7C00;
    .text : {
        *(.boot);
        *(.text);
    }

    .rodata : SUBALIGN(4) {
        *(.rodata);
    }

    .data : SUBALIGN(4) {
        *(.data);
    }

    .bss : SUBALIGN(4) {
        *(.bss)
    }

    /DISCARD/ : {
        *(.eh_frame);
        *(.comment);
        *(.note.gnu.build-id);
    }
}

我们使用以下工具进行编译：

nasm -f elf64 boot.asm -o boot.o 
gcc -ffreestanding -nostdlib -mno-red-zone -fno-exceptions -m64 kernel.c boot.o -o kernel.bin -T link.ld

并通过以下方式进行测试：

qemu-system-x86_64 -fda kernel.bin

如果我们像这样设置函数，我们的kmain会写入VGA：

void kmain() {

    char * vga_ptr = (char*)0xb8000;
    *(vga_ptr++) = 0x0f;
    *(vga_ptr++) = 'H';

    while (1){}
}

但是，如果我声明

vga_ptr

超出

kmain

边界，cpu将重置执行

我在这里所做的假设是，鉴于IDT不完整的事实，CPU是三重故障（对此的任何帮助都将不胜感激）。问题更多的是，是什么触发了导致双故障、三故障、复位底座的异常。我只是猜测，但可能与不正确的分页或构建过程有关（friend

link.ld过去给我们带来了很多麻烦）

任何关于这个问题的说明，或者指出我们代码中检测到的任何混乱，都将不胜感激。如果问题太长或不准确，我很抱歉。记住，我们确实是学生

祝你度过愉快的一天，保持安全

另外，引导加载程序的完整代码链接在github的上面，分支引导测试中。我试图让问题尽可能简短，但根据请求，我可以编辑文本以包含您需要的任何代码片段

[编辑]另一个失败，可能与此无关，就是当我分解.bin文件时，它显示了
.data
部分下的所有内容。
试着做一个修改，该repo中有很多文件（有些模棱两可：
boot.asm
vs
boot2.asm
并且没有反映您发布的代码），以及大量的意大利面编码。您的CPU显然存在三重故障，bochs在调试此问题方面优于qemu，因为它可以输出一个非常详细的日志，其中包括导致TF的原因。如果您盲目地从OSDEV复制代码，那么它可能无法工作。我会仔细检查PML4设置，特别是您使用的映射是什么？为什么您是否重新加载了与PM中使用的完全相同的GDT（即，没有设置L位，然后执行64位代码）？如果您将目标分解为：1）从启动时输入PM，并检查一切是否正常（执行32位代码，设置了段），可能会更好。2） 启用PAE并检查每个页面是否可正确访问（访问页面的预期地址）3）启用LM并检查64位汇编代码是否正确运行（包括访问上述页面）。4） 编译内核，检查链接器脚本是否正常工作，访问的地址是否正确。检查内核是否加载到正确的地址并执行它。非常感谢@MargaretBloom。给我一些时间来整理一下分支机构的混乱，（你说得绝对正确）并在第二条评论中遵循你的建议，我将编辑这个问题。祝你有一个愉快的一天。试着做一个简单的回复，回复中有很多文件（有些模棱两可：
boot.asm
vs
boot2.asm
，没有反映你发布的代码），还有很多意大利面编码。您的CPU显然是三重故障，bochs在调试这个问题上比qemu更好，因为它可以输出一个非常详细的日志，其中包括导致TF的原因。如果您盲目地从OSDEV复制代码，那么它可能不会工作。我会仔细检查PML4设置，特别是您使用的映射是什么？为什么您要重新加载与PM中使用的完全相同的GDT（即，没有设置L位，然后执行64位代码）？也可能更好的是，您可以分解您的目标：1）从启动时输入PM，并检查一切是否正常（执行32位代码，设置段）。2） 启用PAE并检查每个页面是否可正确访问（访问页面的预期地址）3）启用LM并检查64位汇编代码是否正确运行（包括访问上述页面）。4） 编译内核，检查链接器脚本是否正常工作，访问的地址是否正确。检查内核是否加载到正确的地址并执行它。非常感谢@MargaretBloom。给我一些时间来整理一下分支机构的混乱，（你说得绝对正确）并在第二条评论中遵循你的建议，我将编辑这个问题。祝您有个美好的一天。