从零开始搭建环境编写操作系统 AT&T GCC （七）GDB调试和-monitor

　　一直有个小教程没有写给大家，那就是使用GDB调试和-monitor调试，借这次代码整理，跟大家说一下怎么用。这里我使用到了objdump工具，gdb调试工具，这些工具都可以直接apt-get获得。当然我还用到了qemu的自带调试功能-monitor
　　这一节就是把system文件夹下lds文件的. = 0x8200;删掉，这是个历史遗留问题哈哈，刚开始写的时候加上了这行代码，导致了后来写程序众多不便，于是决定删掉他，这一节不感兴趣的可以直接跳过了。
一、修改system文件夹
　　1、打开lds文件，删掉 . = 0x8200; 这个历史遗留问题
　　2、打开system.s 进行如下修改，我们看看程序还能不能正常运行。

########################################start 32
############set GDT
    movl    gdt_base+0x8200,    %eax################修改

############0# empty GDT
    movl    $0x00000000,   0(%eax)
    movl    $0x00000000,   4(%eax)
############1# code GDT
    movl    $0x8200ffff,   8(%eax)
    movl    $0x00409a00,   12(%eax)
############2# data GDT
    movl    $0x0000ffff,   16(%eax)
    movl    $0x00cf9200,   20(%eax)
############3# stack GDT
    movl    $0x00007a00,   24(%eax)
    movl    $0x00409600,   28(%eax)
#close interrupt
    cli 
    lgdt    gdt_size+0x8200 #configuration  ################修改

　　保存，运行，哎呦？还不错，至少没有大错误，鼠标和我们的文字没有了，怎么回事？我也不知道，debug！
　　

二、debug过程记录
　　其实我是不太想写这个的，因为想要把完整的debug过程记录下来还是需要费点时间，但是为了体现一下怎么用qemu和dbg调试系统内核，而且这部分的教程真是少之又少，所以还是狠狠心写下来吧。当然，具体DBG的所有命令解释，-monitor的所有命令解释，objdump的所有命令解释我就不赘述了，这些资料网上还是有很多的，我只是记录我的debug过程，给大家一个大体的概念。
　　1、首先我注意到了鼠标和字符同时没有了，显示这两个的函数是我在另外的.c文件中定义的，所以问题应该是出在寻址上。
　　2、进入系统代码文件夹，执行命令：objdump -D bin/system.elf ，反汇编.elf文件。找到SysMain函数，阅读汇编源码，看看问题是不是出在这里。似乎问题不大。没有找到问题。

 151:   e8 bb 03 00 00          call   511 
 156:   83 c4 10                add    $0x10,%esp
 159:   83 ec 04                sub    $0x4,%esp
 15c:   6a 00                   push   $0x0
 15e:   6a 32                   push   $0x32
 160:   6a 32                   push   $0x32

　　3、执行objdump -D -b binary -m i386 bin/system.bin 命令反汇编我们的raw binary文件，额，好长，而且没有条理，疯了，那也得看。在2、中我们看到SysMain在0xf6处，所以直奔0xf6，找到push 0xfffffff传参就找到我们函数调用位置了。传完参数，最后call了0x511，似乎也没有问题。完了，咋回事儿？
　　4、不能就这样放弃啊，该放大招了，打开loader文件夹Makefile，修改如下，意思是启动虚拟机的时候stop
　　

    qemu-system-i386 -fda $(BIN_DIR)/loader.img -boot a -gdb tcp::1234 -S -monitor stdio 
#   qemu-system-i386 -fda $(BIN_DIR)/loader.img -boot a -gdb tcp::1234 -monitor stdio 

　　５、make，啊哈，虚拟机停住了，再打开一个控制台，启动gdb，执行target remote localhost:1234　连接虚拟机，成功
　　６、设置断点 break　*0x8200 ,因为我们把system加载到了这个位置运行的嘛，所以启动system的一瞬间，我们停住它，然后在dbg中输入命令c，continue的简写，让它执行起来，然后中断在0x8200处，完成
　　7、停住了，这个时候我们启动反汇编模式，layout asm，ip上下的代码就清晰可见了，注意layout asm在启动保护模式分段之后就不能用了，因为它无视CS寄存器……
　　8、用鼠标往下翻汇编源码，找到ljmp，我们要在这里再停下来，break *0x8274 再插入一个断点，continue
　　9、又停住了，下边我们就不能再用layout asm了，所以我们先关掉它，ctrl+x 然后按a，关掉了。执行命令si，这个是执行一步汇编的意思，我们看它跳到哪里了。
　　10、我的跳到了0x79处，但是我们有段选择子，偏移是0x8200，所以现在执行的指令应该位于0x8279处，我们再打开一个发控制台，objdump -D -b binary -m i386 bin/system.bin，看着我们的反汇编代码。这个时候0x79就应该与我们的代码一一对应了，看看0x79处是什么，可能是混乱的，没关系
　　11、再在gdb中回车一下，看看执行到哪里了，我的是0x7d
　　　　　7d: 8e d8 mov %eax,%ds
　　12、最上面的指令因为对齐的原因，翻译的不准确，就不看了，0x7d这才是我们的汇编代码
　　13、第一个call 到了0xf6，再打开一个控制台，objdump -D bin/system.elf，看看0xf6是什么，main函数，没问题
　　14、在gdb不停的回车执行si，直接回车表示执行上一条命令，现在进入了main函数依然没有发现问题
　　15、找到call 0x511，这条指令在0x151位置，因为我们知道0x511是输出字符的函数，我们这设置一个断点break *0x8351
　　16、continue，停了下来，输入si单步调试，看看到哪里去了，停住了！问题来了，为啥停住了？？
　　17、再检查寄存器，擦，IDT为0x1140，又犯傻了，我们把偏移0x8200去掉后，数据段也不正确了
　　
　　18、把system.s进行修改，改成如下，暂时可以用了。

############2# data GDT
    movl    $0x8200ffff,   16(%eax)
    movl    $0x00cf9200,   20(%eax)

　　19、背景变成这样子了，那是因为数据段修改后显存存放位置不正确，把所有显存写入的地址都减去0x8200，当然这也只是权宜之计，我们先这样做
　　
　　20、好了，显存恢复了正常，中断还是不能使用，去InitIDT把 DefaultIntCallBack的-0x8200去掉，还是不能用，频繁重启，去查看一下IDT寄存器的基址，居然还是0x1140，写程序就是在慢慢犯傻的过程中改进，因为LIDT需要的是绝对地址嘛，也是佩服自己的智商，直接去void InitIDT()中，给idt+0x8200/8就好了嘛！注意是0x8200/8，因为指针每加1，是以自身大小为单位+1，我们要地址加0x8200，所以要除以自身单位。修改后的InitIDT()
　　

    for (i=1;i<0x30;i++)
    {
        idt[i].offset1 = (short)((int)(void*)(DefaultIntCallBack));
        idt[i].selector = 0x0008;
        idt[i].no_use = 0x8e00;
        idt[i].offset2 = (short)(((int)(void*)(DefaultIntCallBack))>>16);   
    }
    FunctionLidt(0x30*8-1,idt+0x8200/8);

　　这次make一下，成功！我们看到中断函数被调用了，虽然不断重启，原因是中断结束后需要iret，我们没有做这个工作（偷懒的方法是在中断最后加一个while(1)），所以我们是成功的！
　　21、这次调试就记录到这里了，当然如果自己会调试内核最好了，有问题尽管问！