1.4.2 Hello China的开发环境

操作系统的开发涉及各种各样的功能模块，比如引导功能模块、初始化功能模块、硬件驱动功能模块及系统核心等，这些功能模块很难使用同一个开发环境进行代码的编译和编写，因此，在Hello China的开发过程中，针对不同的功能模块，使用了不同的开发环境，主要有：

● 针对引导功能和硬件驱动程序（比如键盘驱动程序和字符显示驱动程序）采用汇编语言编写，使用NASM编译器编译；

● 针对操作系统核心，为了提高移植性和开发效率，采用C语言编写，采用Microsoft Visual C++作为代码的编译和编写环境；

● 由于上述开发环境最终形成的目标格式有时与预期的格式不一致，于是采用Microsoft Visual C++编写了目标处理工具，这套工具对上述编译器形成的目标文件进行进一步处理，形成计算机可以直接加载并运行的二进制模块。

Hello China在开发过程中涉及的开发环境和开发工具比较多，但该操作系统的核心代码，却完全是使用C语言编写的，具备良好的可移植性，其他非C语言编写的代码数量非常少，相对来说是微不足道的，根据粗略统计，非C语言编写的代码数量是总体代码数量的5%左右。

1.开发环境的搭建

在Hello China的开发过程中，采用NASM和Visual C++6.0等工具完成了不同操作系统模块的开发和编译、连接。其中，NASM完成汇编语言实现的模块的编译和连接，其他由C语言完成的模块，则由VC编译和连接。

（1）NASM的使用

在当前版本的Hello China的实现中，汇编语言实现的模块都按照纯二进制格式进行编译，即编译的可执行映像的结果与汇编语言源文件的逻辑完全一致，没有任何编译器附加的头信息。这样的纯二进制模块，可通过下列步骤开发完成：

① 采用任何一个文本编辑器（比如DOS操作系统下的edit）编辑汇编语言源程序，并保存为.ASM文件；

② 采用NASM程序编译上述文件，格式为：nasm-f bin xxx.asm-o xxx.bin ，其中xxx.asm是待编译的汇编语言源文件，xxx.bin是编译的结果文件。

（2）Visual C++的使用

Hello China的绝大部分核心功能是采用C语言编写完成的，采用Visual C++6.0作为编译连接工具。下列步骤描述了Hello China开发过程中开发环境的搭建。

① 创建一个DLL工程。

一般情况下，VC可以生成PE格式的可执行文件、DLL文件等文件类型，但可执行文件不太适合OS映像，因为编译器在编译的时候，会自动在映像文件中加入一些其他代码，比如C运行期库的初始化代码等，这样会导致映像文件的体积变大。而DLL格式的文件则不会有这个问题，因此，建议从DLL开始来建立OS映像。

在Microsoft Visual C++中，按照图1-5所示创建一个DLL工程。

② 设置项目编译与连接选项：

一般情况下，需要对创建的工程设定如下编译连接选项：

● 对齐方式，在项目选项中，添加/ALIGN:XXXX选项，告诉连接器如何处理目标文件映像在内存中的对齐方式，一般情况下，需要设置为跟目标文件在磁盘存储时的对齐方式一致，根据经验设置为16是可以正常工作的；

● 设置基址选项，修改默认情况下的加载地址，比如目标文件在我们自己的操作系统中从0x00100000（1MB）处开始加载，则在连接工程选项里面添加/BASE:0x00100000选项；

● 设置入口地址，如果不设置入口地址，编译器会选择默认的函数作为入口，比如针对可执行文件是WinMain或main，针对动态链接库是DllMain或EntryPoint，等等，采用默认的入口地址，有时候不能正确地控制映像文件的行为，还可能导致映像文件尺寸变大，因为编译器可能在映像文件中插入一些其他的代码。因此，建议手工设置入口地址。比如，假设我们的操作系统映像的入口地址是__init函数，则需要设定如下选项：/entry:?__init@@YAXXZ，其中，?__init@@YAXXZ是__init函数被处理后的内部标号，因为Visual C++采用了C++的名字处理模式，而C++支持重载机制，所以编译器可能把原始的函数名变换成内部唯一的标号表示形式。关于如何确定一个函数的内部标号表示，请参考附录A。

上述所有的设置，请参考图1-6所示。

在Visual C++6.0中，上述对话框可以从“project->setting…”打开，需要注意的是，打开时，是针对DEBUG版本设定的，请一定选择Release版本进行设定（图中圆圈中注明的地方）。

上述步骤完成之后，集成开发环境就设置完毕了，剩下的工作就是直接在该工程中添加C语言源文件。

2.编译后模块的进一步处理

上述开发环境搭建完毕之后，就可以在该开发环境下进行操作系统的开发工作了。其中，由NASM编译的二进制映像直接可以加载到内存中运行。但由Visual C++编译的二进制模块却是一个Windows操作系统下的DLL文件，是无法直接加载到内存中运行的，这时候需要对其进行一个预处理。预处理的目的以及预处理方法的实现机制，请参考附录A，下面仅给出预处理的操作步骤：

① 把Visual C++编译连接而成的目标文件（Release版本的DLL文件）复制到与process.exe相同的目录下，其中，process.exe就是预处理程序；

② 直接运行process.exe程序修改上述DLL文件，修改之后，上述DLL模块就可以直接加载到内存中运行了。