《ucore lab1 exercise2》实验报告

时间:2022-03-31 02:08:56

资源

  1. ucore在线实验指导书
  2. 我的ucore实验代码

题目:使用qemu执行并调试lab1中的软件

为了熟悉使用qemu和gdb进行的调试工作,我们进行如下的小练习:

  1. 从CPU加电后执行的第一条指令开始,单步跟踪BIOS的执行。
  2. 在初始化位置0x7c00设置实地址断点,测试断点正常。
  3. 从0x7c00开始跟踪代码运行,将单步跟踪反汇编得到的代码与bootasm.S和bootblock.asm进行比较。
  4. 自己找一个bootloader或内核中的代码位置,设置断点并进行测试

解答

问题1:从CPU加电后执行的第一条指令开始,单步跟踪BIOS的执行

  1. tools/gdbinit的内容如下。可见,这里是对内核代码进行调试,并且将断点设置在内核代码的入口地址,即kern_init函数
file bin/kernel
target remote :1234
break kern_init
continue
  1. 为了从CPU加电后执行的第一条指令开始调试,需要修改tools/gdbinit的内容为:
set architecture i8086
file bin/bootblock
target remote :1234
break start
continue
  1. 执行make debug,这时会弹出一个QEMU窗口和一个Terminal窗口,这是正常的,因为我们在makefile中定义了debug的操作正是启动QEMU、启动Terminal并在其中运行gdb。
debug: $(UCOREIMG)
$(V)$(QEMU) -S -s -parallel stdio -hda $< -serial null &
$(V)sleep 2
$(V)$(TERMINAL) -e "gdb -q -tui -x tools/gdbinit"
  1. Terminal窗口此时停在0x0000fff0的位置,这是eip寄存器的值,而cs寄存器的值为0xf000. (遇到一个问题:此时无法正确反汇编出代码,使用x来查询内存0xfff0处的值时显示全0,不知道什么原因)
The target architecture is assumed to be i8086
0x0000fff0 in ?? ()
Breakpoint 1 at 0x7c00: file boot/bootasm.S, line 16.
  1. 输入si,执行1步,程序会跳转到0xe05b的地方。查看寄存器也可以发现eip的值变为0xe05b,而cs的值不变,仍然是0xf000.

  2. 反复输入si,以单步执行。(由于BIOS中全是汇编代码,看不懂其功能)。

问题2:在初始化位置0x7c00设置实地址断点,测试断点正常

  1. 我直接在tools/gdbinit中设置了断点break start,由于boot loader的入口为start,其地址为0x7c00,因此这和break *0x7c00效果是相同的。

  2. 设置断点后,输入continue或c,可以看到程序在0x7c00处停了下来,说明断点设置成功。

问题3:从0x7c00开始, 将反汇编代码与bootasm.S和bootblock.asm进行比较

  1. 反汇编的代码与bootblock.asm基本相同,而与bootasm.S的差别在于:
    • 反汇编的代码中的指令不带指示长度的后缀,而bootasm.S的指令则有。比如,反汇编 的代码是xor %eax, %eax,而bootasm.S的代码为xorw %ax, %ax
    • 反汇编的代码中的通用寄存器是32位(带有e前缀),而bootasm.S的代码中的通用寄存器是16位(不带e前缀)。

问题4:自己找一个bootloader或内核中的代码位置,设置断点并进行测试

这个比较简单,不作记录。