Zerokaratsukuru OS kaihatsu hosokusetsumei-hen GRUB karano jisaku kernel kidou (Japanese Edition)

C言語で０から作るOSを開発について説明していきます。このシリーズではカーネルの開発における、そのドライバーについて説明しています。

今回はマルチブート仕様に従うカーネルを簡単に作成し、仮想PC上でGRUBからカーネルを起動する方法について見ていきます。

【注意】本書はGRUBのレスキューディスクからフロッピーディスクに格納されているカーネルを起動する方法についてのみの簡易的な説明に留まっています。その他の詳細な説明はしていませんので注意してください。
【注意】本書は『０から作るOS開発』のVol.ナンバリングのタイトルではありません。Vol.ナンバリング以外のタイトルはカーネル編以降どのタイミングでも導入することができます。

GRUBからの自作カーネル起動
　　本書について
　　ブートローダー
　　　　初期のコンピューター
　　　　初期の商用コンピューター
　　　　IBM System/360と後継機
　　　　ROMを使用したコンピューター
　　　　現在のパソコン
　　GRUB
　　　　GRUBの簡単な歴史
　　　　GRUBの特徴
　　　　　　対応ファイルシステムとデバイス
　　　　　　インターフェース
　　　　　　ネットワークからの起動
　　　　　　マルチブート
　　　　GRUBのブート処理
　　　　GRUB 2のブート処理
　　推奨
　　GRUB 2のインストール
　　　　CygwinでGRUB 2をインストールします。
　　　　Cygwin上でGRUB 2のパス設定をします。
　　GRUB 2のパッケージ内容
　　　　インストールされる内容
　　　　インストールされるGRUB 2のツール
　　　　　　grub-bin2hのオプション
　　　　　　grub-editenvのオプション
　　　　　　grub-fstestのオプション
　　　　　　grub-mkelfimageのオプション
　　　　　　grub-mkfontのオプション
　　　　　　grub-mkimageのオプション
　　　　　　grub-mkisofsのオプション
　　　　　　grub-mkpasswd-pbkdf2のオプション
　　　　　　grub-mkrelpathのオプション
　　　　　　grub-mkrescueのオプション
　　　　　　grub-script-checkのオプション
　　　　　　grub-installのオプション
　　　　　　grub-mkconfigのオプション
　　　　　　grub-mkdevicemapのオプション
　　　　　　grub-probeのオプション
　　　　　　grub-rebootのオプション
　　　　　　grub-set-defaultのオプション
　　　　　　grub-setupのオプション
　　重要なGRUBのコマンドと設定ファイル
　　　　grub-installコマンド
　　　　grub-mkconfigコマンド
　　　　grub-mkrescueコマンド
　　GRUB 2のレスキューイメージの作成
　　　　GRUBのレスキューイメージを作成してみる
　　GRUBをVirtualBoxで起動してみる
　　　　VirtualBoxでGRUBのレスキューイメージを読み込む設定を行う。
　　GRUBから起動できる自作OS（カーネル）の作成
　　マルチブート仕様（ベーシック）
　　　　マルチブート仕様の概略
　　　　マルチブートヘッダー
　　　　マルチブートヘッダーの実装
　　　　　　カーネルをロードする物理アドレスの定義
　　　　　　magicフィールドの定義
　　　　　　flagsフィールドの定義
　　　　　　checksumフィールド
　　　　　　残りのアドレスフィールドについて
　　　　　　グラフィックフィールドの定義
　　　　　　C言語用のマルチブートヘッダー定義
　　　　OS起動時のマシン状態
　　　　マルチブート情報
　　　　　　マルチブート情報の定義
　　　　マルチブート仕様のヘッダー定義まとめ
　　GRUBから起動するカーネルを作成する
　　　　マルチブートヘッダーを作成する
　　　　　　multiboot.S
　　　　カーネル本体を作成する
　　　　カーネルをコンパイルする
　　　　　　[multiboot.S]
　　　　　　[kernel.c]
　　　　　　マルチブートヘッダーとカーネルイメージの結合
　　　　（補足）ELFフォーマット以外のカーネルイメージの作成
　　GRUBから自作OS（カーネル）を起動する
　　　　自作カーネルをフロッピーディスクに入れる
　　　　GRUBを起動する
　　　　GRUBから自作カーネルを起動する
　　GRUBの設定とメニューからの自作OS起動
　　　　編集したgrub.cfgをレスキューイメージに入れる
付録その１ カーネルをメモリーの3GBにロードするには
　　カーネルをメモリーの3GB（0xC0000000）にロードするには
　　カーネルをなぜ0xC0000000に置くのか
　　　　物理アドレスアドレスから仮想アドレスへのマッピング
　　　　　　カーネルを0x00000000からストレートマッピングする場合
　　　　　　カーネルを0x00100000からストレートにマッピングする場合
　　　　　　カーネルを0xC0000000からストレートにマッピングする場合
　　カーネルを0xC0000000にロードする
　　マルチブートヘッダーとカーネルのロード部を作成する
　　　　１．ページディレクトリの作成
　　　　２．ページディレクトリの設定
　　　　３．ページサイズを4MBに設定
　　　　４．ページングON
　　　　５．パイプラインのフラッシュ
　　　　６．カーネルのエントリーを呼び出します
　　ここまでのまとめ。multiboot.Sの全体。
　　リンカースクリプトの作成
付録その２ マルチブート仕様
　　マルチブート仕様概要
　　マルチブート仕様について
　　　　マルチブート仕様が想定しているアーキテクチャー
　　　　マルチブート仕様が想定しているOS
　　　　マルチブート仕様に基いて設計するブートローダーについて
　　　　ブート時にOSに渡すパラメーター情報について
　　　　OSの開発について
　　　　ブートモジュールについて
　　マルチブート仕様で使用する型式
　　　　マルチブート仕様で仕様する助詞の定義について
　　マルチブート仕様
　　マルチブートヘッダー
　　マシン状態
　　　　（参考）CR0制御レジスターとEFLAGSレジスター
　　　　　　CR0制御レジスター
　　　　　　EFLAGSレジスター
　　　　ESPレジスター、GDTR、IDTRについて
　　　　ブートローダーが設定しておくべきのその他のマシン状態
　　マルチブート情報のフォーマット
　　実装例と注意事項
　　　　パソコンでの注意事項
　　　　　　マルチブート情報のflagsのビット0について
　　　　　　マルチブート情報のflagsのビット1について
　　　　　　マルチブート情報のflagsのビット6について
　　　　BIOSデバイスマッピングテクニック
　　　　　　データ比較テクニック
　　　　　　I/O制限テクニック
　　　　OSのプログラム例
　　　　　　[multiboot.h]
　　　　　　[boot.S]
　　　　　　[kernel.c]
　　　　　　コンパイル