通过 Docker 构建一个最小化的内核系统（打印 Hello World），使用 GRUB 来做引导，最终生成一个 iso 文件。

最终的效果为，通过 CD-ROM 启动机器，并能在屏幕上打印 Hello World。

本人机器是 ARM Apple M1，其他 CPU 和操作系统应该也没问题。

计算机启动过程概要：bios -> grub -> kernel -> application

QuickStart

$ qemu-system-x86_64 -cdrom os.iso

image

构建环境

Docker（简易方式）

简易方式，通过 Dockerfile 构建镜像，已适配国内加速。

$ docker build -t bootable-compiler-amd64 .

Docker（分步骤）

运行 Docker：
$ docker run --rm -it --platform linux/amd64 mirror.gcr.io/ubuntu:22.04
  • --rm 关闭容器后，自动删除容器，避免每次启动 + 关闭后，有一堆的容器列表
  • -it 是 --interactive 和 --tty 的组合，创建一个能和 docker 交互的终端命令行界面
  • --platform linux/amd64 目的是运行 x86 架构的镜像，默认跟随系统，如 Apple M1 默认为 ARM
  • mirror.gcr.io/ubuntu:22.04 为镜像名称，为避免国内的较差的网速，通过 mirror.gcr.io 进行加速。
安装构建工具（docker 环境中）
参考 [intermezzos](https://intermezzos.github.io/book/first-edition/linux.html) 的指南。

$ apt-get install nasm xorriso qemu build-essential

# 安装 grub-mkrescue 工具
$ apt-get install grub2-common

# 为了解决 Could not read from CDROM (code 0009)
# 参考：https://intermezzos.github.io/book/first-edition/appendix/troubleshooting.html#could-not-read-from-cdrom-code-0009
$ apt-get install grub-pc-bin
创建并保存当前容器

为了保存当前容器，方便后续继续使用（因为加了 --rm 命令，所以需要保持当前容器，并新开终端执行）。

# 显示容器列表
$ docker ps

# 通过刚刚显示的 container id，进行提交保存，名称为 bootable-compilter-amd64
# 比如：docker commit 0b27d34a970d bootable-compiler-amd64
$ docker commit <container-id> bootable-compiler-amd64

构建

启动 docker 编译

# 运行，并挂载当前 git 项目目录到 docker 的 /home 目录
$ docker run -it --rm -v .:/home bootable-compiler-amd64

构建

$ nasm -f elf64 multiboot_header.asm
$ nasm -f elf64 boot.asm
$ ld --nmagic --output=kernel.bin --script=linker.ld multiboot_header.o boot.o
$ grub-mkrescue -o os.iso isofiles

运行测试

qemu-system-x86_64 -cdrom os.iso

References