自制操作系统（3）：从Bare bone到Meaty skeleton（下）

在上一节，我们重新组织了文件架构，重构了一些代码，并引入了makefile来辅助构建，我们可以用更干净的架构去输出我们的Hello world了。

extern "C" void kernel_main(multiboot_info_t* mbi) {
    // 1. 初始化硬件
    terminal_initialize(mbi);

    // 2. 定义颜色
    uint32_t white = 0x00FFFFFF;
    uint32_t green = 0x0000FF00;

    // 3. 业务逻辑：打印字符
    // 现在的代码读起来更像自然语言了
    terminal_draw_char(100, 100, get_font_bitmap('H'), green);
    terminal_draw_char(108, 100, get_font_bitmap('e'), white);
    terminal_draw_char(116, 100, get_font_bitmap('l'), white);
    terminal_draw_char(124, 100, get_font_bitmap('l'), white);
    terminal_draw_char(132, 100, get_font_bitmap('o'), white);

    terminal_draw_char(148, 100, get_font_bitmap('W'), green);
    terminal_draw_char(156, 100, get_font_bitmap('o'), white);
    terminal_draw_char(164, 100, get_font_bitmap('r'), white);
    terminal_draw_char(172, 100, get_font_bitmap('l'), white);
    terminal_draw_char(180, 100, get_font_bitmap('d'), white);
}

可是看看我们Kernel.cpp的代码…好像还不太对劲？难道每次输出调试信息，我们都需要逐个字符去绘制吗？很明显，我们需要一个更方便的函数。

我们在写用户态程序时，可是用一个printf就能输出所有的文字！但是，我们现在还没有printf，因为我们还没有自己的标准库，所以我们要自己去实现它。

Libk

我们新建目录libc，并在其中定义有关控制台输出的若干函数：

注意到我们新用到了一个函数terminal_write，来输出指定的某个字符，但是我们还没有定义这个函数，所以我们还得在tty.h、tty.c分别定义和实现：

由于这块用到的是像素输出模式，所以处理应该要比这个更复杂一点。我们先打个桩，后面再回头来完善我们的控制台输出逻辑。

把这块做完之后，我们还要完善Makefile，生成libk.a，然后让kernel的makefile能找到这个libk然后链接，这样我们的操作系统就能跑起来了。那么我们先来写libc的Makefile吧。

Makefile

这次尝试着自己写了下makefile，发现还是挺好理解的，总算不用靠AI去生成了。

按着”我们最终的目标是什么？libk.a。libk.a需要什么来组成？用的是什么命令？需要的是各种.o文件，需要用到ar命令来将它们合并起来…“这样的，自顶向下的思路去写就好。

最终，我们终于能够在libc目录生成我们的.a静态库文件了。

但是我们的操作系统还存在一个问题，我们编译时指定头文件使用了-I来指向源码目录，但这不符合 Unix 规范。

Sysroot

Meaty Skeleton 引入了 Sysroot 的概念。我们会创建一个名为 sysroot 的文件夹，它的内部结构是这样的：

sysroot/usr/include
sysroot/usr/lib

为什么这么做？ 为了实现自举（Self-hosting）的可能。我们把内核和 libc 的头文件“安装”到这个 sysroot 里，编译器在编译后续代码时，会使用 --sysroot=sysroot 参数。这样，编译器就会去 sysroot/usr/include 找头文件，就像在真实的 Linux 下开发一样。