9 开始导入C语言

终于准备就绪，现在我们直接切换到32位模式，然后运行用C语言写的程序。这就是projects/03_day下的harib00i。

程序里添加和修改了很多内容。首先是haribote.sys，它的前半部分是用汇编语言编写的，而后半部分则是用C语言编写的。所以以前的文件名haribote.nas也随之改成了asmhead.nas。并且，为了调用C语言写的程序，添加了100行左右的汇编代码。

虽然笔者也很想现在就讲这100行新添的程序，但是很抱歉，还是先跳过这部分吧。等我们再往后多学一点，再回过头来仔细讲解这段程序。其实笔者曾多次对这一部分进行说明，但每次都写得很长很复杂，恐怕大家很难理解。等到后面，大家掌握的内容多了，这一部分再理解起来也就轻松了，所以暂时先不做说明了。

下面讲C语言部分。文件名是bootpack.c。为什么要起这样的名字呢？因为以后为了启动操作系统，还要写各种其他的处理，我们想要把这些处理打成一个包（pack），所以就起了这么一个名字。最重要的核心内容非常非常短，如下所示：

本次的bootpack.c

void HariMain(void)
{

fin:
    /＊这里想写上HLT，但C语言中不能用HLT! ＊/
    goto fin;

}

这个程序第一行的意思是：现在要写函数了，函数名字叫HariMain，而且不带参数（void），不返回任何值。“{}”括起来的部分就是函数的处理内容。

C语言中所说的函数是指一块程序，在某种程度上可以看作数学中的函数一般，即从变量x取得值，将处理结果送给y。而上面情况下，既不从变量取得值，也不返回任何值，不太像数学中的函数，但在C语言中这也是函数。

goto指令是新出现的，相当于汇编语言中的JMP，实际上也是被编译成JMP指令。

由“/*”和“*/”括起来的部分是注释，正如这里所写的那样，C语言中不能使用HLT，也没有相当于DB的命令，所以不能用DB来放一句HLT语句。这让喜欢HTL语句的笔者感觉很是可惜。

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那么，这个bootpack.c是怎样变成机器语言的呢？如果不能变成机器语言，就是说得再多也没有意义。这个步骤很长，让我们看一看。

❏ 首先，使用cc1.exe从bootpack.c生成bootpack.gas。

❏ 第二步，使用gas2nask.exe从bootpack.gas生成bootpack.nas。

❏ 第三步，使用nask.exe从bootpack.nas生成bootpack.obj。

❏ 第四步，使用obi2bim.exe从bootpack.obj生成bootpack.bim。

❏ 最后，使用bim2hrb.exe从bootpack.bim生成bootpack.hrb。

❏ 这样就做成了机器语言，再使用copy指令将asmhead.bin与bootpack.hrb单纯结合到起来，就成了haribote.sys。

来来去去搞出了这么多种类的文件，那么下面就简单介绍一下吧。

cc1是C编译器，可以将C语言程序编译成汇编语言源程序。但这个C编译器是笔者从名为gcc的编译器改造而来，而gcc又是以gas汇编语言为基础，输出的是gas用的源程序。它不能翻译成nask。

所以我们需要把gas变换成nask能翻译的语法，这就是gas2nask。解释一下这个名字。英语中的“从A到B”说成 “from A to B”，省略一下，就是“A to B”。这里把“to”写成“2”，世界上开发工具的人有时会这么写（这是英语中的谐音，2与to同音）。所以，gas2nask的意思就是“把gas文件转换成nask文件的程序”。

一旦转换成nas文件，它可就是我们的掌中之物了，只要用nask翻译一下，就能变成机器语言了。实际上也正是那样，首先用nask制作obj文件。obj文件又称目标文件，源自英文的“object”，也就是目标的意思。程序是用C语言写的，而我们的目标是机器语言，所以这就是“目标文件”这一名称的由来。

可能会有人想，既然已经做成了机器语言，那只要把它写进映像文件里就万事大吉了。但很遗憾，这还不行，事实上这也正是使用C语言的不便之处。目标文件是一种特殊的机器语言文件，必须与其他文件链接（link）后才能变成真正可以执行的机器语言。链接是什么意思呢？实际上C语言的作者已经认识到，C语言有它的局限性，不可能只用C语言来编写所有的程序，所以其中有一部分必须用汇编来写，然后链接到C语言写的程序上。

现在为止，都只有一个源程序，由它来直接生成机器语言文件，这好像是理所当然的，完全不用考虑什么目标文件的链接。但是这个问题以后要考虑了。下面我们来讲一下用汇编语言做目标文件的方法。

所以，为了将目标文件与别的目标文件相链接，除了机器语言之外，其中还有一部分是用来交换信息的。单个的目标文件还不是独立的机器语言，其中还有一部分是没完成的。为了能做成完整的机器语言文件，必须将必要的目标文件全部链接上。完成这项工作的，就是obj2bim。bim是笔者设计的一种文件格式，意思是“binary image”，它是一个二进制映像文件。

映像文件到底是什么呢？这么说来，磁盘映像也是一种映像文件。按笔者的理解，所谓映像文件即不是文件本来的状态，而是一种代替形式。英文里面说到image file，一般是指图像文件，首先要有一个真实的东西，而它的图像则是临摹仿造出来的，虽然跟它很像，但毕竟不是真的，只是以不同的形式展示出原物的映像。不是常有人这么讲吗，“嗯，搞不懂你在说什么。能不能说得再形象一点儿？”，也就是说“如果直接说明起来太困难的话，可以找个相似的东西来类比一下。”所谓类比，“不是本来的状态，而是一种代替的形式”。……映像文件大致也就是这个意思。

所以，实际上bim文件也“不是本来的状态，而是一种代替的形式”，也还不是完成品。这只是将各个部分全部都链接在一起，做成了一个完整的机器语言文件，而为了能实际使用，我们还需要针对每一个不同操作系统的要求进行必要的加工，比如说加上识别用的文件头，或者压缩等。这次因为要做成适合“纸娃娃操作系统”要求的形式，所以笔者为此专门写了一个程序bim2hrb.exe，这个程序留到后面来介绍。

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可能有人会想：“我在Windows和Linux上做了很多次C程序了，既没用过那么多工具，也没那么多的中间文件就搞定了，这次是怎么回事呢？”说到底，这是因为那些编译器已经很成熟了。

但是，如果我们的编译器能够直接生成可执行文件，那再想把它用于别的用途可就难了。其实在编译器内部也要做同样的事，只是在外面看不见这些过程而已。这次提供的编译器，是以能适应各种不同操作系统为前提而设计的，所以对内部没有任何隐藏，是特意像这样多生成一些中间文件的。

这样做的好处是仅靠这个编译器，就可以制作Windows、Linux以及OSASK用的可执行文件，当然，还有我们的“纸娃娃操作系统”的可执行文件。

根据以上内容，对Makefile也做了很大改动。如果大家想知道编译时指定了什么样的选项，可以看一看Makefile。

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啊，忘了一件大事。函数名HariMain非常重要，程序就是从以HariMain命名的函数开始运行的，所以这个函数名不能更改。

执行这个函数，结果出现黑屏。这表示运行正常。