GNU开发工具——Bochs模拟器

技术文章 1年前 (2020) 完美者
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GNU开发工具——Bochs模拟器

一、Bochs简介

1、Bochs简介

Bochs是一款X86硬件平台的开源模拟器。VMware、Virtual PC、VirtualBox等虚拟机软件采用虚拟化技术,部分指令直接交给硬件执行,而Bochs模拟器完全靠软件模拟来实现,从启动到重启,包括PC外设键盘、鼠标、VGA卡、磁盘、网卡等全部由软件来模拟,因此Bochs模拟器非常适合开发操作系统,其自带bochsdbg调试器使得调试操作系统非常容易。

2、Bochs源码安装

下载2.6.8版本源码:
https://sourceforge.net/projects/bochs/
编译配置:
configure --enable-debugger --enable-disasm --enable-debugger-gui
编译:
make -j
安装:
make install

3、Bochs启动方式

Bochs模拟器启动时需要加载配置文件,可以通过-f显示指定配置文件,也可以隐式从当前目录加载配置文件。
显示加载:
bochs -f bochsrc_file
隐式默认加载配置文件:

bochs -f .bochsrc
bochs -f bochsrc
bochs -f bochsrc.txt

4、Bochs配置?

####################################################

# Bochs的配置文件
# Configuration file for Bochs
####################################################
# how much memory the emulated machine will have
megs: 32
# filenameof ROM images
romimage:file=/usr/local/share/bochs/BIOS-bochs-latest
vgaromimage:file=/usr/local/share/bochs/VGABIOS-lgpl-latest

# which disk image will be used 
floppya:1_44=hello.img, status=inserted

# choose the boot disk 确定启动方式
boot: floppy

# where do we send log messages?
log: bochsout.txt

# disable the mouse
mouse: enabled=0

# enable key mapping ,using US layout as default
keyboard:keymap=/usr/local/share/bochs/keymaps/x11-pc-us.map

megs: 32,指定内存大小,单位MB
romimage:file=/usr/local/share/bochs/BIOS-bochs-latest,指定系统BIOS文件
vgaromimage:file=/usr/local/share/bochs/VGABIOS-lgpl-latest,指定显卡BIOS文件
floppya: 1_44=hello.img, status=inserted,指定软驱映像
boot: floppy,指定启动方式,如floppy、cdrom、c

二、Bochs调试器

1、Bochs调试器简介

Bochs调试器需要在编译Bochs时支持,Bochs调试器支持设置断点、单步执行指令等其它GDB调试器支持的功能,--enable-debugger选项调试器支持,
--enable-debugger-gui选项调试器GUI支持。
configure --enable-debugger --enable-debugger-gui

2、执行控制

continue:继续执行,简写c
step [count]:执行count条指令,如果不指定参数,默认为1,step可以简写为s。
step [cpu] [count]:在cpu上执行count条指令,count默认值为1,step可以简写为s。
step all [count]:在所有cpu上都执行count条指令,count默认值为1。
Ctrl-C:停止执行,返回到命令行提示符
Ctrl-D:如果在空行上执行,则退出调试器
quit,exit:退出调试器,继续执行。quit可以简写为q。

3、断点

vbreak seg:off:设置虚拟地址指令断点,vbreak可以简写为vb。
lbreak addr:在线性地址指令上设置断点,lbreak可以简写为lb。
pbreak [*] addr:在物理地址上设置断点,pbreak可以简写为pb,*符号是兼容GDB命令,为可选参数。
break [*] addr:设置断点,break可以简写为b
info break:显示当前所有断点状态
bpe n:开启断点
bpd n:关闭断点
delete n:删除断点,delete可以简写为del,d

4、数据断点

watch read addr:在物理地址addr上插入读观察点
watch write addr:在物理地址addr上插入写观察点
watch:显示当前内存观察点的显示状态
watch stop:当遇到观察点时,停止模拟执行(默认)
watch continue:在遇到观察点时,不要停止模拟执行
unwatch addr:移除指定物理地址上的观察点
unwatch:移除所有的观察点
trace-mem on/off:开启/关闭内存访问追踪

5、内存操作

x /nuf addr:在线性地址addr处检查内存内容
xp /nuf addr:在物理地址 addr处查看内存内容
n:指定要显示的内存单元的数量。
u:显示的内存单元的大小,b为单字,h为半字,w为字,g为双字。
f:打印的格式,x为十六进制打印,d为十进制打印,o为八进制打印,t为二进制打印,u为无符号十进制打印。
setpmem addr datasize val:在内存位置addr处 设置datasize大小内存,值为 val
writemem:从指定线性地址dump一个字节的内存内容 到一个文件中
crc addr1 addr2:显示物理地址范围 addr1..addr2之间内容的 CRC值

6、查看信息命令

r/reg/regs/registers:查看CPU整数寄存器和内容
fp/fpu:查看FPU寄存器和内容
mmx:查看MMX寄存器和内容
sse/xmm:查看SSE寄存器和内容
ymm:查看所有AVX寄存器和内容
sreg:查看段寄存器和内容
dreg:查看调试寄存器和内容
creg:查看控制寄存器和内容
info cpu:查看CPU所有的寄存器以及内容
info eflags:显示解析的EFLAGS寄存器
info tab:显示分页地址转换
info device:显示指定设备的状态
info break:显示当前所有断点状态

7、CPU寄存器操作

set reg = expr:修改CPU寄存器值为expr。当前只有通用寄存器和指令寄存器支持修改。不能够修改标志寄存器,段寄存器,浮点寄存器和SIMD寄存器。
registers:查看CPU寄存器及值,可以简写为regs,reg,r。

8、反汇编操作

disassemble start end:在给定的线性地址范围内反汇编指令,包含start处指令,不包含end处指令。使用”set $disassemble_size =”告诉调试器设定的段大小。如果只想反汇编第一条指令,则可以不给出end,或将end值设置小于start即可。
disassemble switch-mode:在Intel和 AT&T两种汇编风格之间切换
disassemble size = n:设定调试器执行反汇编命令时使用的段大小,使用0,16,32。值0意思是使用当前的CS段寄存器,默认值是0.
set $auto_disassemble = n:如果n=1,每次停止执行时就反汇编当前的指令,默认值为0。当前CPU上下文的段大小用于反汇编,所以变量”disassemble size”就被忽略了。
set disassemble on:’set $auto_disassemble = 1’
set disassemble off:’set $auto_disassemble = 0’

9、指令跟踪

trace on:反汇编每一条执行的指令。
trace off:关闭指令跟踪功能

10、指令功能

Bochs指令功能需要在编译时设置,需要在”instrument/“目录下构建自定义的指令库到单独目录中,在配置中设置想要使用的指令库,用--enable-instrumentation选项指定。
-enable-instrumentation="instrument/stubs"

11、其它指令

ptime:打印当前时间
sb delta:在未来执行中插入一个时间断点“delta”指令(“delta”是一个64位的整数,跟着字母”L”,例如1000L
print-stack [num words]:打印num words个栈顶端的16-bit字。num words默认16,只在保护模式下栈的段寄存器基址是0的情况下才有效。
modebp:触发CPU模式转换断点
ldsym [global] filename [offset]:从文件filename加载符号。如果添加了全局关键字,在所有的上下文中(即使那个上下文没有加载这些符号)符号都可见。Offset(默认值为0) 被添加到每一个符号条目。符号仅仅不加载当前正在执行的上下文。符号文件由零个或多行的”%x %s”格式的组成。
show - 显示当前的模式
show mode - 当处理器切换模式时显示
show int - 当中断发生时显示
show call - 当调用发生时显示
show ret - 当返回发生时显示
show off - 关闭符号信息
show dbg-all - 开启所有的显示标记
show dbg-none - 关闭所有的显示标记

三、Bochs调试器GUI支持

1、Bochs GUI调试支持

Bochs调试器GUI支持需要在编译时进行设置,在编译时就需要用默认的调试器开关和参数标记--enable-debugger-gui进行配置。
configure --enable-debugger --enable-disasm --enable-debugger-gui

2、GUI启动配置

Bochs启动运行时,如果需要以GUI方式启动,需要将gui_debug值添加进display_library选项参数中。
display_library: x, options="gui_debug"
支持GUI的bochsrc.txt配置文件如下:

#####################################################
# Bochs的配置文件
# Configuration file for Bochs
#####################################################

# how much memory the emulated machine will have
megs: 32

# filenameof ROM images 
romimage:file=/usr/local/share/bochs/BIOS-bochs-latest
vgaromimage:file=/usr/local/share/bochs/VGABIOS-lgpl-latest

# which disk image will be used 
floppya:1_44=hello.img, status=inserted

# choose the boot disk 确定启动方式
boot: floppy

# where do we send log messages?
log: bochsout.txt

# disable the mouse
mouse: enabled=0

# enable key mapping ,using US layout as default
keyboard:keymap=/usr/local/share/bochs/keymaps/x11-pc-us.map
# GUI support
display_library: x, options="gui_debug"

Bochs调试器GUI如下:
GNU开发工具——Bochs模拟器

GNU开发工具——Bochs模拟器

标签:instr   filename   情况下   开发工具   两种   keymap   gnu   project   key   

原文地址:https://blog.51cto.com/9291927/2528964

版权声明:完美者 发表于 2020-09-17 16:01:54。
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