验证与下一站

这一章的测试是整个 mini-kernel 卷里最重的,因为 ATA 命令编码、ELF 头解析全是纯逻辑,特别适合 host 单测。

host 单测(主力):

cmake --build build --target test_host

test_ata(五百多行)测命令编码和状态解析——给定 LBA/扇区数,验写进各寄存器的字节对不对、LBA28/48 的选择对不对;test_elf_loader(七百多行)测头解析和段加载——构造各种 ELF 头(合法的、magic 错的、class 错的)、各种 PT_LOAD 段(带 BSS 的、越界的),验加载行为;test_big_kernel_loader 测编排。这些都在 host 上跑,快且能在 CI 里反复磨。

QEMU 内核测试:

cmake --build build --target run-kernel-test

test_ata、test_elf_loader 在真内核里跑,验它们在真硬件(QEMU 的 ATA 控制器)上行为正确。

量产看 demo:

cmake --build build --target run

串口依次出现 [INIT] ATA controller initialized、[DEMO] Reading MBR (LBA 0)...、MBR boot signature: 0xaa55 (VALID)、Reading mini kernel header (LBA 16)...、No valid ELF header at LBA 16 (expected for flat binary)、最后 Milestone 008 complete. Waiting for big kernel (009+)...。0xAA55 (VALID) 和"expected for flat binary"这两行,就是这套加载流水线能干的铁证。

下一站

mini kernel 现在什么都备齐了:会输出、有内存、能扛异常、还能读盘解析 ELF。唯一缺的,是那个要被加载的主角——big kernel。这一章我们造好了枪、校好了准星,但靶子还没竖起来。

下一章 001 · 大内核入口,big kernel 终于登场。它会被写进磁盘 LBA 848 之后,mini kernel 用这一章造好的 load_big_kernel() 把它读进来、加载好、跳进它的入口。那一刻,mini kernel 完成它全部的接力使命,把舞台正式交给功能完整的 big kernel——从那以后,Cinux 的故事就是 big kernel 的故事了。

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参考

• OSDev — ATA PIO Mode(I/O 端口、状态位 BSY/DRQ/RDY/ERR、LBA28/LBA48、400ns 延时、READ SECTORS 命令)、ELF(Elf64_Ehdr/Elf64_Phdr、PT_LOAD、p_filesz/p_memsz 与 BSS)。
• Tool Interface Standard (TIS) ELF 规范 — ELF64 文件头与程序头字段定义、e_entry、PT_LOAD 段语义。
• 本 tag 源码:ata.cpp/ata.hpp、elf_loader.hpp/elf_loader.cpp、big_kernel_loader.cpp/big_kernel_loader.hpp、string.cpp、main.cpp、test_ata.cpp/test_elf_loader.cpp/test_big_kernel_loader.cpp。