一、ELF文件简介
ELF（Executable and Linkable Format）是一种在类Unix操作系统（如Linux、FreeBSD等）中广泛使用的文件格式，主要用于可执行文件、目标代码、共享库和核心转储文件。ELF文件的有三种类型：
- 可重定位文件（Relocatable File, .o）由编译器生成，尚未链接。包含代码、数据及符号表，需通过链接器与其他目标文件合并生成可执行文件或共享库。
- 可执行文件（Executable File）可直接运行的程序（如/bin/ls）。包含代码段、数据段及程序入口点。
- 共享对象文件（Shared Object File, .so）动态链接库，在运行时由动态链接器（如ld-linux.so）加载到进程内存中。
我们重点关注可执行文件。
1.1、ELF文件结构
ELF文件由以下关键部分组成：
ELF头部（ELF Header）位于文件开头，包含文件的元数据：魔数（Magic Number）：0x7F ‘E’ ‘L’ ‘F’，标识为ELF文件。文件类型（32位/64位）、字节序（大端/小端）。 目标架构（如x86、ARM）。入口点地址（Entry Point）：程序执行的起始地址。程序头表（Program Header Table）和节头表（Section Header Table）的位置及大小。
程序头表（Program Header Table）描述段（Segments），用于指导操作系统如何将文件加载到内存以执行。每个条目定义了一个段（如代码段、数据段）的属性：类型（如可加载PT_LOAD、动态链接信息PT_DYNAMIC）。在文件中的偏移量、内存中的虚拟地址、大小、权限（读/写/执行）等。
节头表（Section Header Table）描述节（Sections），用于链接和调试。每个条目定义了一个节（如.text、.data、.rodata）的属性：节名、类型（如代码SHT_PROGBITS、符号表SHT_SYMTAB）。地址、偏移量、大小等。
1.2、可执行文件
ELF文件有两种视图，链接视图（Linker View）以节（Sections）为单位，关注代码和数据的组织，用于编译和静态链接。执行视图（Execution View）以段（Segments）为单位，指导操作系统如何将文件映射到内存。段包含代码段（LOAD）：可读、可执行（包含.text和.rodata）。数据段（LOAD）：可读、可写（包含.data和.bss）.data 是已经初始化过的数据。 .bss是未初始化的数据。
#include <stdio.h>
int main()
{
printf("hello world!!!\n");
return 0;
}
将这个代码编译成为 32 位的程序并通过 readelf 读取：
gcc -m32 -static hello.c -o hello
readelf -e hello
ELF 头：
Magic： 7f 45 4c 46 01 01 01 03 00 00 00 00 00 00 00 00
类别: ELF32
数据: 2 补码，小端序 (little endian)
Version: 1 (current)
OS/ABI: UNIX - GNU
ABI 版本: 0
类型: EXEC (可执行文件)
系统架构: Intel 80386
版本: 0x1
入口点地址： 0x8049700
程序头起点： 52 (bytes into file)
......
节头：
......
[ 6] .text PROGBITS 08049090 001090 0654fa 00 AX 0 0 16
[ 8] .rodata PROGBITS 080af000 067000 01bc5c 00 A 0 0 32
[18] .data PROGBITS 080e3040 09a040 000edc 00 WA 0 0 32
[19] .bss NOBITS 080e3f20 09af1c 003148 00 WA 0 0 32
[20] .comment PROGBITS 00000000 09af1c 00002b 01 MS 0 0 1
......
如上所示，我们使用readelf读取可执行文件的结果。这里只贴了少部分内存，可执行文件至少需要.text .data .bss就可以执行了。
二、进入内核
前边我们已经写好了boot.asm和loader.asm。 这俩个文件时的主要功能就是从 BIOS 加载内核，并且提供内核需要的参数。现在我们就开始进入内核了。我们先在内核代码中写一个简单的程序
## start.asm
[bits 32]
global _start
_start:
mov byte [0xb8000], 'K'; 表示进入了内核
jmp $; 阻塞
然后我们需要编译内核并将内核写入磁盘。我们这里写makefile文件，使用make来进行编译：
BUILD:=../build
SRC:=.
ENTRYPOINT:=0x10000
$(BUILD)/kernel/%.o: $(SRC)/kernel/%.asm
$(shell mkdir -p $(dir $@))
nasm -f elf32 $< -o $@
$(BUILD)/kernel.bin: $(BUILD)/kernel/start.o
$(shell mkdir -p $(dir $@))
ld -m elf_i386 -static $^ -o $@ -Ttext $(ENTRYPOINT)
$(BUILD)/system.bin: $(BUILD)/kernel.bin
objcopy -O binary $< $@
$(BUILD)/system.map: $(BUILD)/kernel.bin
nm $< | sort > $@
$(BUILD)/master.img: $(BUILD)/boot/boot.bin \
$(BUILD)/boot/loader.bin \
$(BUILD)/system.bin \
$(BUILD)/system.map \
yes | bximage -q -hd=16 -func=create -sectsize=512 -imgmode=flat $@
dd if=$(BUILD)/boot/boot.bin of=$@ bs=512 count=1 conv=notrunc
dd if=$(BUILD)/boot/loader.bin of=$@ bs=512 count=4 seek=2 conv=notrunc
dd if=$(BUILD)/system.bin of=$@ bs=512 count=200 seek=10 conv=notrunc
如上所示，我们将内核入口加载到0x10000的位置。并将内核写入到磁盘第10个扇区开始往后的200个扇区内，这么大空间是足够容纳内核代码了。这里使用objcopy仅提取编译生成ELF文件的ELF中可加载的段（代码和数据）。
接下来就可以修改内核加载器从磁盘读取内核了。
mov edi, 0x10000; 读取的目标内存
mov ecx, 10; 起始扇区
mov bl, 200; 扇区数量
call read_disk
jmp dword code_selector:0x10000 ; 跳转到内核代码的位置，开始执行内核代码
注意：我们将内核读取到0x10000的位置，是因为这里属于可用区域，并且取了个整数位置。
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