Linux 0.11 实验环境搭建与调试

缘起

之前我写过一篇博文：Linux 0.11 实验环境搭建

本以为有了这个环境（gcc-3.4 & gdb-6.8），就可以调试无忧了。谁知遇到了以下问题：

（1）用 gdb 调试 main 函数的时候，无法输出变量的值。总是提示：

No symbol “XXX” in current context.

（2）虽然在编译时为 gcc 加上了-gdwarf-2 -g3这两个选项，但仍然无法查看宏的定义。

如下图所示：

对于（1），因为有-g选项，所以 gcc 编译后确实生成了相关符号，但为什么 gdb 总说找不到符号呢？因为 gdb 版本过低，对于较高版本的 gcc 产生的符号表，它根本不认识，所以说找不到符号。解决办法就是升级 gdb.

对于（2），我本以为原因同（1）。把 gdb 升级到 8.1 还是不行，看来另有原因。

我写了一个小程序，gcc-5.4.0 配合 gdb-8.1，调试时可以打印宏的值，info macro xxx等命令没有问题。所以，我打算用高版本的 gcc 编译 Linux-0.11.

问题来了，Linux-0.11 已经是很古老的代码了，用高版本的 gcc 根本编译不过，怎么办呢？好在有很多前辈勇于探索，修改了源码和 Makefile，使得 Linux-0.11 可以被高版本的 gcc 编译通过。

环境搭建

他山之石，可以攻玉。搜了一波后，发现了一个叫“泰晓科技”的网站，其官网是http://tinylab.org/，官方代码仓库是 https://github.com/tinyclub

代码仓库里面有个项目——Linux 0.11 Lab

下载源码

得到linux-0.11-lab-master.zip文件，解压后进入目录linux-0.11-lab-master，如下图：

用make help命令可以查看帮助信息。

—– Linux 0.11 Lab (http://tinylab.org/linux-0.11-lab) —–
:: Compile ::
make –generate a kernel floppy Image with a fs on hda1
make clean – clean the object files
make distclean – only keep the source code files
:: Test ::
make start – start the kernel in vm (qemu/bochs)
make start-fd – start the kernel with fs in floppy
make start-hd – start the kernel with fs in hard disk
make start-hd G=0 – start with curses based terminal, instead of SDL
:: Debug ::
make debug – debug the kernel in qemu/bochs & gdb at port 1234
make debug-fd – debug the kernel with fs in floppy
make debug-hd – debug the kernel with fs in hard disk
make debug DST=boot/bootsect.sym – debug bootsect
make debug DST=boot/setup.sym – debug setup
make boot BOCHS=bochs-debugger VM=bochs – debug with bochs internal debugger
make switch – switch the emulator: qemu and bochs
make boot VM=qemu|bochs – switch the emulator: qemu and bochs
:: Read ::
make cscope – genereate the cscope index databases
make tags – generate the tag file
make cg – generate callgraph of the default main entry
make cg f=func d=dir|file b=browser – generate callgraph of func in file/directory
:: More ::
>>> README.md <<<
~ Enjoy It ~
—–Linux 0.11 Lab (http://tinylab.org/linux-0.11-lab)—–
—> Linux Kernel Lab (http://tinylab.org/linux-lab) <—

安装一些软件

这里以 Linux Ubuntu 操作系统为例。作者推荐用 docker.

The docker install method is recommended for all systems, including Linux, Windows and Mac OS.

不过我没有用 docker，还是用比较原始的办法。

Here is the deprecated method:

1. The Linux distributions: debian and ubuntu (>= 14.04) are recommended

2. Install basic tools

   $ sudo apt-get install vim cscope exuberant-ctags build-essential qemu lxterminal

3. Optional

   $ sudo apt-get install bochs vgabios bochsbios bochs-doc bochs-x >libltdl7 bochs-sdl bochs-term
   $ sudo apt-get install graphviz cflow

编译

在linux-0.11-lab-master目录下，运行make命令.

运行

$ make start

采用 qemu 或者 bochs 模拟器运行 Linux-0.11，如果想切换模拟器，可以用

$ make switch

调试

$ make debug

运行后出现如下界面：

再开一个终端，还是在linux-0.11-lab-master目录下，运行命令

$ gdb --quiet src/kernel.sym

这时候，就可以用 gdb 的各种命令进行调试了。

如何查看宏

正如 GDB 官网上说:

We pass the -gdwarf-2 and-g3 flags to ensure the compiler includes information about preprocessor macros in the debugging information.

所以，先要给 gcc 添加 -gdwarf-2 和-g3 选项。对于本实验环境，就是修改src 目录下的 Makefile.head 文件。为第 29 行的CFLAGS加上 -gdwarf-2 -g3 。

如图：

之后重新编译，再次调试。

在调试的时候，可以用p(print)命令查看宏的值，还可以用

info macro 宏名

例如：

【参考资料】

https://sourceware.org/gdb/onlinedocs/gdb/Macros.html

https://github.com/tinyclub/linux-0.11-lab/blob/master/README.md