天衣有缝

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OS调试相关的工具(附图,原创)

Posted on 2007-06-28 11:02 天衣有缝 阅读(3753) 评论(6)  编辑 收藏 引用 所属分类: os stuff
部分观点可能过于激进,读者自行取舍。尽管我认为程序是写出来的,不是调出来的(和市场上的观点正好相反),优质的程序应该在模块设计和实现时应保证不出现什么bug。这当然只是理想情况,还得取决于个人水平。程序应在实现阶段得到最大保证,而不是过度依赖调试器。一个彻底的反调试派,据说真正的高手会在cpu旁放一颗爆米花:)转载请保留原创:http://www.cppblog.com/jinglexy,MSN & Email:jinglexy at yahoo dot com dot cn

如果系统处于仿真的初期节点,例如操作系统的初始化,调试还是很有必要的。这里是我在linux环境调试操作系统的相关工具,os开发者可参考,欢迎指正:)
(1)工具安装:
linux安装:bochs-2.3,insight-6.6,gcc-3.4(使用g++和as(binutils包中))
windows安装:Xmanager Enterprise2.1
因为网管没有lotus和clearcase在linux系统下的支持,所以只好用两个操作系统了。这样也比较好,一个用于program,一个用于调试,毕竟bochs挺耗cpu的,就让她干活好了。
bochs安装:./configure --with-all-libs --enable-vbe --enable-gdb-stub && make && make install
insight-6.6安装:包含了tck/tk,gdb-6.6,bfd等工具,使用insight时最好这样设置环境变量:
export LC_ALL=en_US
否则运行时可能会报错:
Tcl_Init failed: can't read "env(TCL_LIBRARY)": no such variable
配置xserver用于远程访问Linux图形界面,这样可以在windows上通过ssh执行linux的图形界面程序。


(2)相关文件:
bochs配置文件添加如下节:
gdbstub: enabled=1, port=1234, text_base=0, data_base=0, bss_base=0

gdb调试脚本:
gdb的命令集可以写入到一个文件中去,这样避免了在启动时输入一大堆命令,100%鼠标操作?faint
保存所有命令到一个文件,每行一个命令,如下:
file ./vmjinix
target remote 127.0.0.1:1234
dir  ./arch/i386
dir  ./init
dir  ./kernel
dir  ./drivers
dir  ./drivers/video
dir  ./drivers/video/console
show dir
break start_kernel
continue
list 0
gdb和gdb前端执行如下:
gdb -q -x gdb.command
insight -q -x gdb.command

其他脚本(磁盘自动创建分区,自动安装grub,拷贝内核,及Makefile脚本),这些贴出来太长,花了好几个小时写好的,需要可以和我联系(MSN & Email:jinglexy at yahoo dot com dot cn)

(3)调试方法
将内核(jinix-1.2.1是我正在编写的一个C++ 开源OS,欢迎参与)拷贝到linux主机,配置samba共享,这样可以在windows上开发(推荐使用slickedit 2007,哪位有linux上的2007版本可否发一个给我)。
使用xshell(ssh方式)登录到linux主机上,编译和调试都在这里了。
在ssh上执行bochs -f bochsrc.txt.linux,
在ssh上执行insight -q -x gdb.command
截图如下:



汇编语言节点也可用使用bochs+gdb调试,在gdb断点时候执行:
disassemble $pc $pc+100(从当前断点处反汇编100字节)
需要注意的是,在os的汇编初始化的前期阶段,分页机制往往未开启,符号和地址不能一一对应,
这个时候不能进行源码级汇编调试,只能用最即便的反汇编调试了。
bochs-2.3中好像有个bug没有解决,nexti执行和stepi在call的时候居然一样,如果要断点到指定行,可以使用物理地址断点。

(4)文章会不断更新,如有什么好的想法可以在原博客讨论:
http://www.cppblog.com/jinglexy

(5)整理的一份常用gdb指令
x  /4wx ds:0x1234            x是线性地址空间
xp /4wx 0x1234                xp是物理地址空间
backtrace
print  variable                打印变量值
print  variable@10            打印变量后面的10个整数值
set    variable=2            赋值
whatis variable                显示变量类型
ptype  variable                显示数据结构(变量类型加强版)

断点类型:
break init_kernel.cpp:start_kernel    断点在文件的函数
break init_kernel.cpp:101        断点在文件的101行
break init_kernel.cpp:101 if var==100    条件断点
break *0xc0102030
info break                查看所有断点
delete breakpoint 3
delete breakpoint            删除所有断点
isable breakpoint 2
enable breakpoint 2


search string1                搜索字符串,从list结束行开始
reverse-search string1            方向搜索
set history expansion on        使用历史命令
clear                    删除刚才停止处的断点
continue                从断点开始继续执行
info break                显示当前断点清单,包括到达断点处的次数等
info files                显示被调试文件的详细信息
info func                显示所有的函数名称
info local                显示当函数中的局部变量信息
info prog                显示被调试程序的执行状态
info var                显示所有的全局和静态变量名称
info all
run
continue
step, next, stepi, nexti        i后缀表示执行一条汇编指令

/*********************************************************************************
                                      格式说明                                   /
/*********************************************************************************
x  /nuf addr检查位于线性地址addr处的内存内容,若addr不指定,则默认为下一个单元地址。
xp /nuf addr检查位于物理地址addr处的内存内容。
其中的可选参数n、u和f的分别可为:
n欲显示内存单元的计数值,默认值为1。
u表示单元大小,默认选择为'w':
b (Bytes)1字节;
h (Halfwords)2字节;
w (Words)4字节;
g (Giantwords)8字节。
注意:这些缩略符与Intel的不同,主要是为了与GDB调试器的表示法一致。
f显示格式,默认选择为'x':
x (hex)显示为十六进制数(默认选择);
d (decimal)显示为十进制数;
u (unsigned)显示成无符号十进制数;
o (octal)显示成八进制数;
t (binary)显示成二进制数。
c (char)显示字节代码对应的字符。若不是可显示字符代码,就直接显示代码。
*********************************************************************************/

说明一下:bochs 和 insight本身单个执行就非常慢,而且insight是通过ssh方式链接远程xserver执行,所以速度巨慢,本文所述完全可以全部在linux上操作,不限于平台。


Feedback

# re: OS调试相关的工具(附图,原创)  回复  更多评论   

2007-06-28 12:05 by eXile
据说对于使用XP编程的人来说,使用调试器是可耻的行为。。。

# re: OS调试相关的工具(附图,原创)  回复  更多评论   

2007-06-28 12:27 by 天衣有缝
没错:)
调试器和ide一样应该被批判(辨正批判),不要过分依赖就行了,不少程序员因为工具强大而降低了编码的质量。正如《unix编程艺术》中所说,c++程序员往往设计出更厚重的胶合层,这并非语言的过错,但是设计人员却倾向与此,这样做的理由是c++比c强大

当然,凡事都有两面性

# re: OS调试相关的工具(附图,原创)  回复  更多评论   

2007-06-28 20:30 by bgate
其实其实直接用windows就可以调试,
用bochs在windows上运行调试内核,

# re: OS调试相关的工具(附图,原创)  回复  更多评论   

2007-06-29 08:37 by 天衣有缝
单独用bochs我只知道汇编调试功能,如果要基于c/c++调试,不加gdb肯定是不行的。
你说的应该是cygwin下面把。

# re: OS调试相关的工具(附图,原创)  回复  更多评论   

2007-06-29 21:25 by bgate
当然是要gdb了.
gdb + bochs + insight
只要用cygwin编译带gdb-stub的bochs就可以了.

# re: OS调试相关的工具(附图,原创)  回复  更多评论   

2007-06-29 21:51 by 天衣有缝
这样做也是可以的,可能速度会快一些,我这里正好有两台linux主机,所以就拿过来用了,呵
欢迎交流指正:)

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