0175-GDB 调试 multiboot 启动

环境

• Time 2022-11-12
• WSL-Ubuntu 22.04
• QEMU 6.2.0
• NASM 2.15.05

前言

说明

参考：https://os.phil-opp.com/multiboot-kernel/

目标

使用编写好的内核可执行文件，直接从 QEMU 启动，启动时暂停 CPU，使用 GDB 调试。

汇编代码

section .multiboot_header
header_start:
    dd 0x1BADB002  ; 魔法数字，固定值
    dd 0
    dd -0x1BADB002 ; 定义的这三个数字相加需要等于0
header_end:

global start
section .text
bits 32
start:
    ; 向屏幕输出 `OK`。
    mov dword [0xb8000], 0x2f4b2f4f
    hlt

编译 debug 版本

nasm -f elf32 -g boot.asm -g 参数可以增加调试信息。

链接

linker.ld 文件内容：

ENTRY(start)

SECTIONS {
    . = 1M;

    .boot :
    {
        /* ensure that the multiboot header is at the beginning */
        *(.multiboot_header)
    }

    .text :
    {
        *(.text)
    }
}

链接命令：ld -T linker.ld -m elf_i386 boot.o -o kernel.elf

启动 QEMU

qemu-system-x86_64 -kernel kernel.elf -display curses -s -S

启动 GDB 调试

• 启动命令：gdb kernel.elf
• 设置架构：set architecture i386:x86-64
• 增加断点：break start，在入口增加了一个断点。

root@jiangbo12490:~/git/game# gdb kernel.elf
set architecture i386:x86-64
Reading symbols from kernel.elf...
(gdb) set architecture i386:x86-64
The target architecture is set to "i386:x86-64".
(gdb) target remote :1234
Remote debugging using :1234
0x000000000010001b in ?? ()
(gdb) break start
Breakpoint 1 at 0x100010: file boot.asm, line 13.

效果

通过 GDB 调试可以显示源码，单步调试时，自动显示下一条指令。
通过 CR0 寄存器，可以看到 PE，即保护模式已启用。

总结

从 QEMU 中启动了调试信息的 kernel.elf，并且通过 GDB 连接调试。

附录