# なんとなくプレーンそうなdebianを使用
FROM library/debian

# 作業用ユーザーIDを指定可能
ARG USER_ID

# apt-getでインストールできる必要ツールをインストール。
# 不要なキャッシュファイルは消しておく
RUN apt-get update && apt-get -y install apt-utils && apt-get -y install wget vim xz-utils bzip2 && apt-get clean

# 最新版LDCのバイナリをダウンロードして/optに展開
RUN wget https://github.com/ldc-developers/ldc/releases/download/v1.7.0-beta1/ldc2-1.7.0-beta1-linux-x86_64.tar.xz \
    -O /tmp/ldc2.tar.xz && \
  tar xvJf /tmp/ldc2.tar.xz -C /opt && \
  ln -s /opt/ldc2-1.7.0-beta1-linux-x86_64 /opt/ldc2 && \
  rm -f /tmp/ldc2.tar.xz

# ARMツールチェクをダウンロードして/optに展開
RUN wget https://developer.arm.com/-/media/Files/downloads/gnu-rm/7-2017q4/gcc-arm-none-eabi-7-2017-q4-major-linux.tar.bz2 \
    -O /tmp/gcc-arm-none-eabi.tar.bz2 && \
  tar xvjf /tmp/gcc-arm-none-eabi.tar.bz2 -C /opt && \
  ln -s /opt/gcc-arm-none-eabi-7-2017-q4-major /opt/gcc-arm-none-eabi && \
  rm -f /tmp/gcc-arm-none-eabi.tar.bz2

# 作業用ユーザーを作成する。
RUN useradd -u ${USER_ID} -m pidos && \
  echo 'export PATH=${PATH}:/opt/ldc2/bin:/opt/gcc-arm-none-eabi/bin' >> /etc/profile

# raspi2をエミュレーション可能な最新QEMUをソースからビルドする。
RUN apt-get -y install git libglib2.0-dev libfdt-dev libpixman-1-dev zlib1g-dev build-essential && apt-get clean
RUN cd /usr/local/src && \
  git clone git://git.qemu-project.org/qemu.git && \
  cd ./qemu && \
  ./configure --target-list=aarch64-softmmu,arm-softmmu && \
  make && make install && make clean && \
  cd && rm -rf /usr/local/src/qemu

# ホストマシンの作業ユーザーと同じUIDでユーザーを作るよう指定してDockerイメージをビルドする
docker build --build-arg USER_ID=${UID} -t pidos/build:latest .

docker run --rm -i ¥ # インタラクティブモードで起動。終了時にはコンテナを消す。
    -u pidos ¥ # 作業用ユーザーを使用
    -v $(pwd)/pidos:/home/pidos/pidos ¥ # ホストのカレントディレクトリ/pidosをボリュームとしてマウント
    -w /home/pidos/pidos ¥ # 作業ディレクトリをマウントしたボリュームに指定
    -t pidos/build ¥ # さっきビルドしたイメージを指定
    bash -l # bashを実行

/* C言語版 */
static inline void delay(int32_t count)
{
    asm volatile("__delay_%=: subs %[count], %[count], #1; bne __delay_%=\n"
        : "=r"(count): [count]"0"(count) : "cc");
}

static inline void delay(int32_t count)
{
    asm volatile(
        "__delay_%=:" /* ラベル */
        "    subs %[count], %[count], #1;" /* countから1を引く。ステータスレジスタ変更付き */
        "    bne __delay_%=\n" /* 減算結果が0でなければ__delayに分岐 */
        : "=r"(count) /* 引数のcountへレジスタ越しに出力 */
        : [count]"0"(count)/* 引数のcountを最初(0)の出力レジスタ越しに入力 */
        : "cc"); /* ステータスレジスタの値が変わってしまうので、復元するよう指定 */
}

// LDCでインラインアセンブラを使用するために必要
import ldc.llvmasm;

void delay(int count) {
    __asm(`
        1: subs $0, $0, #1;
        bne 1b
        `, "r,~{cpsr}", count); // cpsrはステータスレジスタ。GCC版のccに該当する。
}

import core.bitop: volatileLoad, volatileStore;

void mmio_write(uint reg, uint data) {
    volatileStore(cast(uint*)reg, data);
}

uint mmio_read(uint reg) {
    return volatileLoad(cast(uint*)reg);
}

SECTIONS
{
    /* 破棄するセクションを指定 */
    /DISCARD/ :
    {
        *(.ARM.extab*)
        *(.ARM.exidx*)
    }

    /* 後略 */
}

#!/bin/sh

# boot.Sをアセンブリ
arm-none-eabi-gcc -mcpu=arm1176jzf-s -fpic -ffreestanding -c boot.S -o boot.o

# C言語版のコンパイル
#arm-none-eabi-gcc -mcpu=arm1176jzf-s -fpic -ffreestanding -std=gnu99 -c kernel.c -o kernel.o -O2 -Wall -Wextra

# D言語版ではこちら
ldc2 -mtriple=arm-none-linux-eabi -mcpu=arm1176jzf-s -betterC -c kernel.d

# オブジェクトファイルをリンクする 
arm-none-eabi-gcc -T linker.ld -o kernel.elf -ffreestanding -O2 -nostdlib boot.o kernel.o

# ELFフォーマットをバイナリに変換
arm-none-eabi-objcopy kernel.elf -O binary kernel.img

    /* Starts at LOADER_ADDR. */
    /*. = 0x8000; 実機の場合はこちら */
    . = 0x10000;
    __start = .;
    __text_start = .;
    .text :
    {
        KEEP(*(.text.boot))
        *(.text)
    }
    . = ALIGN(4096); /* align to page size */
    __text_end = .;

#!/bin/sh

qemu-system-arm \
  -M raspi2 \ # Raspberry Pi 2 のエミュレーション
  -cpu arm1176 \ # CPUもRaspberry Pi 2 のものを指定
  -m 256 \ # メモリ(MB)
  -nographic \ # コンソールから実行するのでディスプレイ等なし
  -kernel kernel.elf # 実行するカーネルを指定。QEMUはELF形式を直接実行可能

pidos@db017d33992f:~/pidos$ ./qemu.sh 
  _   _
 (_) (_)
/______ \
\\(O(O \/
 | | | |
 | |_| |
/______/
 <   >
(_) (_)
  _   _
 (_) (_)
/______ \
\\(O(O \/
 | | | |
 | |_| |
/______/
 <   >
(_) (_)
  _   _
 (_) (_)
/______ \
\\(O(O \/
 | | | |
 | |_| |
/______/
 <   >
(_) (_)

    /* Starts at LOADER_ADDR. */
    . = 0x8000;
    /* . = 0x10000; QEMUの場合はこちら */
    __start = .;
    __text_start = .;
    .text :
    {
        KEEP(*(.text.boot))
        *(.text)
    }
    . = ALIGN(4096); /* align to page size */
    __text_end = .;

// 前略

enum
{
    // The GPIO registers base address.
    //GPIO_BASE = 0x3F200000, // for raspi2 & 3
    GPIO_BASE = 0x20200000, // for raspi

    // 後略

bootcode.bin  fixup.dat     kernel.img            start.elf
cmdline.txt   fixup_cd.dat  kernel_cutdown.img    start_cd.elf
config.txt    issue.txt     kernel_emergency.img