1. 相关知识
1.1. mbr
略
1.2. bios中断
mbr代码中IO功能都是通过 bios 中断实现的.
bios 中断表参考 [1]
2. bochs 运行 && 调试 (windows)
本部分内容主要参考 [2]
2.1. 安装 bochs
官网: http://bochs.sourceforge.net/
安装完成之后加到环境变量中
2.2. 使用bochs运行 mbr 代码
拿到一个 mbr 分区文件之后. 想要使用 bochs 执行mbr分区中的代码需要执行以下步骤
- 新建一个配置文件
- 复制一些会用到的文件
注意: 如果题目给的文件大小为 1.44 MB, 那么通常就是一个 软盘文件. 使用下面的配置文件即可. 如果是硬盘文件的话需要修改一下配置文件. 如果需要新建软盘或者硬盘的话参考 [2]
2.2.1. 新建配置文件
注意: 配置文件中floppya: image="boot.img", status=inserted 中 boot.img.bak 需要替换成软盘文件的文件名
# "#"是注释(comment)
# 分配内存megs参数[megs: 128 分配128MB内存,最大是2048]不被赞成使用
# 使用memory替代
# guest 分配给模拟器客户端的内存大小
# host 从guest分配给主机的内存大小,实际分配可能比guest小,如果用到了
# 更多的内存将会动态加入,但访问不能大于guest内存大小.
# memory 没有内存大小限制,限制的是CPU可访问内存最大大小(即CPU地址总线宽度)
memory: guest=32,host=32
# 配置ROM BIOS,ROM BIOS将控制计算机首次启动的功能(BIOS的固件)
# file:ROM BIOS二进制文件路径,这个参数下面不再解说
romimage: file=BIOS-bochs-latest
# VGA ROM 的映象文件 一般是被映射到内存地址0xC0000处,相当于我们的显卡
vgaromimage: file=VGABIOS-elpin-2.40
#使用软驱 floppy_ ,"_"可以是a,b,c,d...
#例子:软驱a,b 大小为1.44MB
# 参数:status 有两种分别为
# inserted（软盘插入软驱），ejected（软盘未插入软驱）。
floppya: image="boot.img", status=inserted #
# ata是一个接口 可以是ata0,ata1,ata2,ata3,用来控制硬盘(disk)和光驱(cdrom)
#ioaddr1 分配主盘的io端口地址 .....
#ioaddr2 分配从盘的io端口地址 .....
#irg 中断请求号(当发生中断时,对应的中断向量)
#学过硬盘端口读写的朋友应该知道主盘对应端口(0x1f0~0x1f7)
#从盘对应对口(0x3f0~0x3f7)
# ata0: enabled=1,ioaddr1=0x1f0, ioaddr2=0x3f0,irq=14
#ata[0-3]-master 定义设备类型和特征
#type 连接设备的类型[disk(硬盘)|cdrom(光驱)]
#path 虚拟镜像路径(我用的是virtualbox虚拟机的虚拟硬盘)
#cylinders 柱面数(type为硬盘是才有这个参数)
#heads 每柱面拥有的磁道数(type为硬盘是才有这个参数)
#spt 没磁道的扇区数量(type为硬盘是才有这个参数)
# ata0-master: type=disk, path="hd60M.img", mode=flat
#设置启动顺序 1.硬盘,2.软驱(配置过BIOS启动项的朋友肯定知道)
boot: floppy #,disk
#日志输出 log: 日志路径
log: bochslog.txt
#设置鼠标不可用 ,如果enabled不为0那么bochs会发送鼠标事件到仿真机上
#因为是字符界面,无需鼠标
mouse: enabled=0
#设置键盘
#type 键盘类型
#keymap 键盘映射文件
keyboard: type=mf,keymap=x11-pc-us.map
2.2.2. 复制文件
需要从bochs的安装文件夹复制一些文件(上面的配置文件中用到的文件)到当前文件夹
>dir
-a---- 2004-09-03 2:14 32768 VGABIOS-elpin-2.40
-a---- 2020-01-03 17:29 43520 VGABIOS-lgpl-latest-debug
-a---- 2014-07-07 3:29 12709 x11-pc-us.map
然后用以下命令就可以启动模拟器, 执行 mbr分区中的代码了
bochs.exe -q -f.\bochsrc.bxrc
2.3. 使用bochs调试 mbr 代码
注意: 使用 bochs 进行调试是建立在可以成功模拟运行的基础之上的.
2.3.1. cli 调试
不需要修改配置文件, 只要把启动程序换成 bochsdbg.exe 即可
bochsdbg.exe -q -f .\bochsrc.bxrc
2.3.2. gui 调试 :
在配置文件最后一行加上
display_library: win32, options="gui_debug"
启动命令和 cli 调试一样
bochsdbg.exe -q -f .\bochsrc.bxrc
效果参考图1:
图1-bochs_gui_debug
2.3.4. 调试常用指令
- step:
- 断点:
b addr - 查看寄存器 :
r - 查看内存:
x/N addr
更多指令参考官方文档 [3]
参考
[1] bios 中断向量表
[2] 使用bochs运行mbr代码
[3] bochs调试命令文档