Foxdisk08-如何调试2

有段时间一直沉迷于裸机上跑程序，学习怎么让一个操作系统跑起来。使用过VirtualPC(现在被微软收购了)，VMware，VirtualBOX，Bochs，最终还是觉得Bochs比较好用。它的最大好处是集合了完整的调试环境，对指令是软件解析的，速度虽然慢，但对 程序员 来说，一步步看代码是如何执行的，非常契合需求。

Bochs的文档非常的完整，使用起来也比较方便。我只针对如何调试Foxdisk，以及如何下断点进行记录，其他的可以查其自带的帮助文档。我使用的是Bochs2.2.6，帮助文档在Bochs-2.2.6\docs目录下，目前已经到了版本2.6.9，估计也差不多。

第一步是制作磁盘镜像。Bochs本身提供了镜像制作工具bximage，使用起来也比较简单。当然，也可以使用其他 工具 制作，比如windows下的winimage或者 Linux 下直接用dd命令。以制作一个4G虚拟硬盘文件为例，命令如下：

..\bximage.exe -hd -size=4096 -mode=growing -q myhd.img

Bochs的菜单栏中（我使用的是windows）提供了Disk Image Creation Tool的快捷菜单，其实就是bximage。

具体还可以参考帮助文档中Bochs User Manual-8.1 How to make a simple disk image。

第二步是编辑bochsrc.bxrc文件，指定需要启动的设备。可以启动虚拟软盘、虚拟光盘或者虚拟硬盘。找个例子看一下，修改为自己想启动的设备即可。比如虚拟硬盘，boot: c即可启动。需要提醒的是，在Foxdisk中，为了尽可能的模拟真实硬件，磁盘的参数要注意修改，一般spt=63,heads=16即可。很早以前的版本中，我的代码中没有主要到这些参数是可变的，虚拟机调试就出问题。现在的版本中，硬盘驱动的代码已经修补了这个问题，如果不去调试硬盘驱动，不必理会这些参数。双击bochsrc.bxrc即可启动，如图1，启动了一个DOS环境下的软件，当年和联想开发的一款安全计算机的界面。

图1 Bochs调试DOS程序

另外，还有一个问题，如何把需要使用的文件拷贝到虚拟硬盘中呢？我的方法比较简单，我做了一个虚拟软盘，使用winimage将需要的文件拷贝到虚拟软盘中。启动虚拟硬盘的时候，虚拟软盘作为一个挂接设备存在（注意修改bochsrc.bxrc，比如 floppya: 1_44=LBDEBUG.IMG, status=inserted  ），从软盘中将文件拷贝过去即可。

一切准备就绪后，就可调试了。最后一步，启动bochsdbg.exe，命令行如下：

…\Bochs-2.2.6\bochsdbg.exe -q -f bochsrc.bxrc。断在了bios最早的位置f000:fff0上，这时就可以进入调试了。如图2所示。

图2  bochsdbg界面

如何在bochs中对Foxdisk进行调试呢？最常用的是定位在mbr区，跟踪Foxdisk的运行。即利用bochs可以对内存下断点，定位想调试的位置，进行跟踪。典型的代码运行位置，一个是mbr的0x7c00，以及Foxdisk的Code_Seg(也即0x7000处)。以mbr定位为例：

lb 0x7c00     //下断点

c            //继续执行直到遇到断点

参考Foxdisk的代码，对照跟踪，很容易理解系统的运作原理。

总觉得bochs的调试工具和linux下gdb很类似，为便于查询，将常用的一些命令记录下来，详细的仍可参考其官方文档。

执行控制命令

c 继续执行，遇到断点将停止

step [count] 执行count条指令, 默认为1条

s [count] step的缩写

Ctrl-C 停止执行，返回命令行

Ctrl-D 执行完所有命令后，退出

q(quit) 退出调试器

设置断点

vb(vbreak) seg:off 在指定的虚拟地址（段+偏移）设置断点，在保护模式下也可以使用

lb(lbreak) addr 在一个线性地址设置断点

pb(pbreak) [*] addr 在一个物理地址设置断点

info break 显示所有断点状态

d(delete) n 删除一个断点

查看内存

x /nuf addr 查看一个线性地址的内存

xp /nuf addr 查看一个物理地址的内存

n 显示多少个单位的内存

u 内存单位大小，可以是

b: 字节;  h: 字（2个字节）;  w: 双字（4个字节）;  g : 4字(8字节)

f 打印格式，可以是

x: 16进制格式打印;  d: 10进制格式打印;  u: 无符号10进制格式打印;

o: 8进制格式打印;   t: 2进制格式打印

寄存器操作

Info registers  列举CPU整型寄存器内容

dump_cpu    查看所有与CPU相关的寄存器状态

where        打印当前call stack

set $reg=val   改变寄存器的内容，如set $edx=25

最奇怪的是，在安装Foxdisk的时候，颜色会不对，到现在我也没搞清楚怎么回事。