C言語 自作ブートローダー 関数を新たに定義すると動かなくなる

Question

エラーの原因がわからないのでお願いします

ブートローダーをアセンブリ言語で書き、それ以降はcで書きたいです。
リンクさせる方法がわからないので
あらかじめどこのアドレスから制御を渡すか決めておいて
そこにcのプログラムを配置して何とか動かしています。

これを参考にしました

gcc -c ファイル名.c
objcopy -O binary -j .text ファイル名.o bin.file

これで生成されたrawバイナリファイルの先頭から制御を渡せばそのまま実行できるはず

#define Fontdata_Base 0x7C00 + 512 * 8
#define Vram_Base_Address 0xA0000


void loop(void);
void DisplayMessage_Small(char*,int,int);
void DisplayMessage_Small_Loop(char *,char *);
void DidplayMessage_Small_Strings(char *,int,int,int);





void main_kernel(void){


char message_loding[] = "loding plese wait";


DidplayMessage_Small_Strings(message_loding,17,28,400);


 loop();



}



void loop(void){

  for(;;){}
}


void DidplayMessage_Small_Strings(char *Asciicode_String_Address,int String_Count,int X,int Y){

  int Count;
  int X_Count;

  for(Count = 0;  Count < String_Count ; Count++){

     char * Asciicode_Address = Asciicode_String_Address + Count;
     X_Count = X + Count;
     DisplayMessage_Small(Asciicode_Address,X_Count,Y);

  }

}



void DisplayMessage_Small(char *Asciicode_Address,int X,int Y){

  char *Fontdata_Address = (Fontdata_Base + (0x200 * 26) + (*Asciicode_Address * 16));  //*Asciicode_Address
  char *Vram_Address = Vram_Base_Address;

  Vram_Address = Vram_Address + X + (Y * 80);

   DisplayMessage_Small_Loop(Fontdata_Address,Vram_Address);

}



void DisplayMessage_Small_Loop(char *Asciicode_Address,char * Vram_Address){

  int count;

  for(count = 0;  count< 16; count++){

    char Asciicode = *(Asciicode_Address + count);
    char *Vram = Vram_Address + (80 * count);
    *Vram = Asciicode;

  }

}

display~は画面上に文字を表示させる関数です。
そしてプログラムはmain_kernel関数から実行されていきます。
結果がこちらです。
youtube
"run next stage"コマンドを実行すると上記のcプログラムへ制御が移ります。
見た限りうまく動作しています。

#define Fontdata_Base 0x7C00 + 512 * 8
#define Vram_Base_Address 0xA0000


void loop(void);
void DisplayMessage_Small(char*,int,int);
void DisplayMessage_Small_Loop(char *,char *);
void DidplayMessage_Small_Strings(char *,int,int,int);
void DisplayMessage_Big(char*,int,int);
void DisplayMessage_Big_Loop(char *,char *);





void main_kernel(void){


char message_loding[] = "loding plese wait";

DidplayMessage_Small_Strings(message_loding,17,28,400);


 loop();



}



void loop(void){

  for(;;){}
}




void DisplayMessage_Big(char *Asciicode_Address,int X,int Y){

  char *Fontdata_Address = (Fontdata_Base + ((*Asciicode_Address) - 0x41) * 512);  //*Asciicode_Address

  char *Vram_Address = Vram_Base_Address;

  Vram_Address = Vram_Address + X + (Y * 80);

   DisplayMessage_Big_Loop(Fontdata_Address,Vram_Address);

}




void DisplayMessage_Big_Loop(char *Asciicode_Address,char * Vram_Address){

  int Round1_Count = 0;  //縦
  int Round2_Count = 0;
  char *Vram;
  char Data;

  for(Round1_Count = 0;  Round1_Count< 64; Round1_Count++){


   Vram = Vram_Address + (Round1_Count * 80);

      for(Round2_Count = 0;  Round2_Count< 8; Round2_Count++){

        Data = *(Asciicode_Address + Round2_Count + (Round1_Count * 8));
        *Vram = Data;
         Vram = Vram + 1;

      }
  }

}




void DidplayMessage_Small_Strings(char *Asciicode_String_Address,int String_Count,int X,int Y){

  int Count;
  int X_Count;

  for(Count = 0;  Count < String_Count ; Count++){

     char * Asciicode_Address = Asciicode_String_Address + Count;
     X_Count = X + Count;
     DisplayMessage_Small(Asciicode_Address,X_Count,Y);

  }

}



void DisplayMessage_Small(char *Asciicode_Address,int X,int Y){

  char *Fontdata_Address = (Fontdata_Base + (0x200 * 26) + (*Asciicode_Address * 16));  //*Asciicode_Address
  char *Vram_Address = Vram_Base_Address;

  Vram_Address = Vram_Address + X + (Y * 80);

   DisplayMessage_Small_Loop(Fontdata_Address,Vram_Address);

}



void DisplayMessage_Small_Loop(char *Asciicode_Address,char * Vram_Address){

  int count;

  for(count = 0;  count< 16; count++){

    char Asciicode = *(Asciicode_Address + count);
    char *Vram = Vram_Address + (80 * count);
    *Vram = Asciicode;

  }

}

DisplayMessage_Big、DisplayMessage_Big_Loop関数を追加で配置しました。
これは64×64のフォントを表示させる関数です。
main_kernel内で呼び出していないので実行されることはないです。
呼び出されないので結果はさっきのと変わらないはずと思いきや・・・

ちなみにbig関数とsmall関数の定義する順番(上下)を入れ替えたところエラーは出なくなりました。
bigとsamllのプロトタイプ宣言の上下を入れ替えたところエラーは出なくなりましたが
何故か画面に"loding please wait"が表示されませんでした。

何が原因でこのようになるのでしょうか？

Answer 1

実行ファイルのデータ構造は、残念ながらあなたが思ってるような単純なものではないです。
オブジェクトファイルから、実行ファイルに変換するのはリンカ、ですが、リンカはパソコン上で実行するための実行アドレスをベースに機械語を配置していきます
パソコンのOSはその実行ファイルのフォーマット（exeファイル）から配置アドレスを検出し、それに合うように実行イメージをメモリ上に配置し、決められたエントリアドレスから実行させます

あなたがしようとすることを実現するためには、
・配置アドレスを決め打ちで指定して
・エントリアドレスもまた決め打ちで指定
する必要があります

ここで全部説明するのはムリなので、とりあえず、
「GCC セクション」でぐぐって一通り読んでみてください。

Comments

[kazuyakazuya]

実行ファイル＝実行可能ファイルのことなら
実行ファイルにはこのデータを仮想メモリのどこから展開するか～などOSが解釈するための余計な情報が含まれているので・・・
objcopyを使って　コード本体を取り出しています。（のつもり）

[y_waiwai]

その取り出しているコード本体はどこのアドレスで実行するようなものなんでしょう。
よく考えてみましょうよ。
あなたが決めたアドレスに勝手に持ってきても、呼び出す関数が、そのアドレスに存在してなければ暴走しますよ。
＃まさにあなたが直面してる問題ですがな

[kazuyakazuya]

つまり、・配置アドレスを決め打ちで指定　した上で生成したオブジェクトファイルに対して
objcopyを使う必要があるってことですか？

[y_waiwai]

まあ、そゆことですな。
関数を使わないコードなら、アドレスの依存性はないので動くかもしれませんが。

[kazuyakazuya]

リンカスクリプトで必要最低限のセクションの配置アドレスを指定し
実行ファイル(exe)を生成。
objcopyで実行ファイルのセクションを切り取って適切なアドレスマップさせるといった感じでいけますか？

また、相対アドレスでアクセスするようにできれば
どこのアドレスからマップしても動くと思うので（？）セクションを指定する必要はないのでしょうか？

[y_waiwai]

まあ、リンカスクリプトを駆使できるようになれば、特定の関数を独立したセクションとして、アドレスを決め打ちするってこともできますね

> また、相対アドレスでアクセスするようにできれば
そうできる、はずです。
GCCには相対アドレスにするオプションもあるけど、X86で完全にそうできるかどうかは確認してません。アセンブルコードを出すようにして確認する必要がありますな

[kazuyakazuya]

-fPIEオプションをつけてrawバイナリを生成したら問題なく実行できました！
もし、この方法が使えなくなったらリンカスクリプトにチャレンジします

有難うございました