为啥我不能使用 `section .data:` 和 `section .text:` 在 C 中创建一个长度超过 61 个字符的 char 数组？ [复制]

Posted 2023-03-16

【中文标题】为啥我不能使用 `section .data:` 和 `section .text:` 在 C 中创建一个长度超过 61 个字符的 char 数组？ [复制]

【英文标题】：Why can't I make a char array longer than 61 characters in C, using `section .data:` and `section .text:`? [duplicate]为什么我不能使用 `section .data:` 和 `section .text:` 在 C 中创建一个长度超过 61 个字符的 char 数组？ [复制]

【发布时间】：2020-07-02 14:39:37

【问题描述】：

我正在关注tutorial 来制作一个简单的 32 位操作系统。我已经到了第 4 节，我正在写入帧缓冲区。基本上我正在尝试创建自己的 println 函数。这是我的函数的代码：

/** fb_write_cell:
 * Writes a character with the given foreground and background to position i
 * in the framebuffer.
 *
 * @param i The location in the framebuffer
 * @param c The character
 * @param fg The foreground color
 * @param bg The background color
 */
static void fb_write_cell(unsigned int i, char c, unsigned char fg, unsigned bg) 
  fb[i] = c;
  fb[i + 1] = ((fg & 0x0F) << 4) | (bg & 0x0F);


/** fb_print:
 * Print a string of text to the framebuffer
 * @param *buf The character array to print
 */
int fb_print(char *str, unsigned int length) 
  unsigned int i = 0, x = 0;

  // print the message to the framebuffer
  for(; i < (2 * length); i+=2) 
    fb_write_cell(i, str[x], FB_BLACK, FB_GREEN);
    x++;
  
  return 0;


/** fb_println:
 * Print a string of text to the framebuffer and move to the next line
 * @param *buf The character array to print
 */
int fb_println(char *str, unsigned int length) 
   fb_print(str, length);

  return 0;

我这样称呼它：

char array[] = "Hello world!";
fb_println(array, sizeof(array));

但是，如果我使数组长度超过 61 个字符，我将停止向屏幕输出任何输出。事实上，数组创建后的任何代码都不会被执行。我在想这可能与我的裸系统中有限的 RAM（可能只有 64 个字节？）有关，但我不确定。

我在loader.s 中调用我的C 入口点main 的多重引导标头和启动代码是：

global loader                   ; the entry symbol for ELF

MAGIC_NUMBER equ 0x1BADB002     ; define the magic number constant
FLAGS        equ 0x0            ; multiboot flags
CHECKSUM     equ -MAGIC_NUMBER  ; calculate the checksum
                                ; (magic number + checksum + flags should equal 0)

KERNEL_STACK_SIZE equ 4096      ; size of stack in bytes

extern sum_of_three             ; the function is defined elsewhere
extern main

section .text:                  ; start of the text (code) section
align 4                         ; the code must be 4 byte aligned
    dd MAGIC_NUMBER             ; write the magic number to the machine code,
    dd FLAGS                    ; the flags,
    dd CHECKSUM                 ; and the checksum

section .bss:
align 4                     ; align at 4 bytes
kernel_stack:               ; label points to beginning of memory
    resb KERNEL_STACK_SIZE  ; reserve stack for the kernel

loader:                                           ; the loader label (defined as entry point in linker script)
    mov eax, 0xCAFEBABE                           ; place the number 0xCAFEBABE in the register eax
    mov esp, kernel_stack + KERNEL_STACK_SIZE     ; point esp to the start of the
                                                  ; stack (end of memory area)
    ;Example of how to call a function and send args
    ;push dword 3                                  ; arg3
    ;push dword 2                                  ; arg2
    ;push dword 1                                  ; arg1
    ;call sum_of_three                             ; call the function, the result will be in EAX


.loop:
    call main
    jmp .loop                   ; loop forever

我的链接脚本link.ld是：

ENTRY(loader)                /* the name of the entry label */

SECTIONS 
    . = 0x00100000;          /* the code should be loaded at 1 MB */

    .text ALIGN (0x1000) :   /* align at 4 KB */
    
        *(.text)             /* all text sections from all files */
    

    .rodata ALIGN (0x1000) : /* align at 4 KB */
    
        *(.rodata*)          /* all read-only data sections from all files */
    

    .data ALIGN (0x1000) :   /* align at 4 KB */
    
        *(.data)             /* all data sections from all files */
    

    .bss ALIGN (0x1000) :    /* align at 4 KB */
    
        *(COMMON)            /* all COMMON sections from all files */
        *(.bss)              /* all bss sections from all files */
    

我的完整源代码可以在here找到。

【问题讨论】：

这根本不会“创建 [an] 数组”或在运行时分配内存。

旁白：int fb_println如何“移动到下一行”，当它所做的只是调用fb_print？

@Charles 就像我说的代码有效，但仅适用于小数组。我还尝试在运行时使用循环动态创建数组，然后如果它太大，它不会显示消息，但至少它会继续超过该行并执行进一步的代码。我通常知道如果您需要特定数量的内存，您会调用 malloc，但至少在这个示例中我不需要它。

fb 是什么？如果它是一个数组，那么它的大小很重要。如果是硬件地址，那么这里的硬件特性是相关的。

你的问题在loader.s。在定义多重引导标头之前，您会出现类似 section .text: 的行。那里有一个问题。最后的冒号: 是一个错误。它应该是section .text（不带冒号）。这可能会导致您的程序不显示为兼容多引导的 elf 可执行文件，这可能会受到给定部分中的数据量的影响。

【参考方案1】：

这里的问题与您的 C 代码无关，而是您的文件loader.s 中的问题。您在部分名称末尾有一个冒号成为部分名称的一部分时遇到问题，并且您没有将代码放入可执行文件.text 部分。

这些行的部分名称有额外的冒号：

section .text:                  ; start of the text (code) section

section .bss:

他们应该是：

section .text                   ; start of the text (code) section

section .bss

这些额外的冒号会导致以意想不到的方式放置内容，并且可能会受到特定部分中数据量的影响（例如 C 代码中的字符串）。这可能会导致您的 kernel.elf 并不总是显示为与 Multiboot 兼容的引导加载程序。

代码也需要放在.text 部分。您将堆栈及其后面的代码放在不正确的 .bss 部分中。要修复这个地方，请在代码开头上方添加一个 section 指令，如下所示：

section .text
loader:                        ; the loader label (defined as entry point in linker script)

您还将内核置于无限循环中：

.loop:
    call main
    jmp .loop                   ; loop forever

您可能打算在内核完成后放置一个无限循环：

    call main
.loop:
    jmp .loop                   ; loop forever

---

LittleOS Book 教程中的错误

我注意到这似乎是您在Compiling the Operating System 部分中使用的教程的作者的一个错误，因为该错误出现在此代码中：

section .text:                  ; start of the text (code) section
align 4                         ; the code must be 4 byte aligned

有人可能希望向作者提出这个问题。