Bochs使用

Bochs使用简单教程
Bochs是一个开源的虚拟机。它可以实现vpc和vmware的大部分功能。你也可以像使用vmware一样的在Bochs里面安装操作系统。但是,由于它是全模拟的。所以,速度要远远慢于vmware.这样看来Bochs好像没有什么优势.是这样吗?在应用方面的确如此。

但是,在其他一个方面它是处于绝对优势的。那就是它具有调试功能!这是一个让人振奋的功能。这个功能在你调试操作系统或者其他一些在裸机上运行的程序时候,会让你有一种在写windows下运行的应用程序的感觉。有时候它是我们的救命稻草。没了它,也能活,但是肯定要糟糕的多。好了我们开始切入正题。

一、 配置Bochs
实际上配置Bochs是很简单的,为什么很多人不会配置呢?我觉的就是因为他使用和配置方式和普通程序不一样——配置文件。实际上配置文件是和ini文件、bat文件类似的。Bochs没有给我们提供图形界面的配置工具。这就需要我们自己来修改配置文件。

简单的配置就可以让你的操作系统在Bochs里面跑起来。用Bochs跑完整的linux和windows是不现实的。实在是太慢了。一般我们也只能把他当成调试器来使用。现在,我们先看一下如何让dos在他里面跑起来。如果你细心的话你会发现在Bochs文件夹里面有一个Bochsrc-sample.txt的文本文件。里面包含了所有了Bochs参数的信息。这个是官方的教程。可惜是英文的,而且我也没有找到有中文的教程(不然也没有我这篇文章)。在这里我们仅仅介绍最简单的配置选项。好了,废话就不多说了。我们现在就开始。
我们以一个例子来说明,这个例子是我用来跑dos以及我自己的小操作系统的。下面就是我们要用到的最基本的选项:
# 在一行的最前面加上“#”表示这一行是注释行。
# 内存,以MB为单位,对于dos来说最大可以访问16MB
# 的内存,所以我就给了他16MB,你可以根据自己的机器来调整
megs: 16
# 下面两句一般是不可以改的,至于干什么用的就不用我说
# 了。从他们的文件名就可以看出来。
romimage: file=../BIOS-Bochs-latest, address=0xf0000
vgaromimage: file=../VGABIOS-lgpl-latest
# 这个还用说吗?当然是软驱了,我想我们写操作系统肯定是先
# 把操作系统放在软盘(或映像)里面吧?在Bochs里面是可
# 以使用任意大小的软驱映像的。可以是1.44或2.88,我一般使
# 用2.88。还有就是Bochs里面可以使用两个软驱。不过好像
# 我们并不经常这样做。
floppya: 2_88=test.img, status=inserted
#floppyb: 1_44=floppyb.img, status=inserted
# 下面是硬盘,很简单,还有就是Bochs也是可以支持多个硬
# 盘的。那么,硬盘文件是怎么生成的呢?我们可以发现硬盘是
# img格式的。你注意没有在Bochs文件夹里有一个工具叫
# bximage.exe,我想你应该猜出来了。他就是用来生成这个硬盘
# 文件的工具。我在这儿还想说的是硬盘分三种格式的,最好选
#用growing类型。这种有一个好处就是节省硬盘空间,不过使用
#这种类型的硬盘还需要在下面加上mode = growing这个选项。
ata0: enabled=1, ioaddr1=0x1f0, ioaddr2=0x3f0, irq=14
ata0-master: type=disk, path="dos.img", cylinders=306, heads=4, spt=17
# 下面这个就是光驱,没什么好说的。如果你想使用物理光驱,
# 只要让path=E:(我们假设E盘是光驱)
ata0-slave: type=cdrom, path="dos.iso", status=inserted
# 这个是启动设备,可以使用cdrom(光驱)、c(硬盘)或floppy(软
# 驱)。
#boot: cdrom
boot: c
#boot: floppy
# 这一句可以不要,他只是指定用来保存日志的文件。如果不指定的
# 话他就会输出到命令控制台上。
log: Bochsout.txt
# 这一句是设置在开机时是否激活鼠标,Bochs对于鼠标的控制不是# 很好。建议如果不是特别需要的话不要激活他。在运行期间也可以点窗口右上角的鼠标图标来激活他。
mouse: enabled=0
以上这些设置就可以让你的DOS或自己的小操作系统在Bochs里面跑起来了。至于其他的一些高级支持,你可以查看Bochsrc-sample.txt里面的说明。不要害怕他,其实很简单。关键是抛弃恐惧。

二、 启动Bochs
配置文件已经写好了,硬盘文件等也都已经弄好了。那么我们如何来启动Bochs呢?很简单,你右击一下上面写的那个配置文件(例如myos.bxrc,注意:扩展名要是.bxrc。)选择“运行”或双击即可。不过我一般都不这样做,我一般是写一个批处理文件。

很简单,如下所示:
cd "d:\Bochs-2.2.1\dos"
..\Bochs.exe -q -f Bochsrc.bxrc
这样做的好处就是无论这个启动脚本放在哪儿都是可以使用的。那么,我们如何进入调试状态呢?下面我们就来讨论这个问题。

三、 调试功能
新建一个批处理文件,写入一下内容:
cd "d:\Bochs-2.2.1\dos"
..\Bochsdbg.exe -q -f Bochsrc.bxrc
运行这个批处理文件,你就可以进入调试状态了。不过你会发现,程序卡住了。没有想普通运行状态一样进入你的dos操作系统。为什么?因为调试在等待你的命令。你只有给他一个命令他才会继续。我们输入“c”,然后回车。是不是dos已经可是运行了?

如果没有运行说明你输入的窗口不对,你不会把c输入到那个没有光标的窗口了吧?如果真是那样我真是服了你了。真的!但是,dos运行起来了,如何在返回调试状态?很简单,按ctrl+c。什么你正在运行的程序被结束了?谁让你在操作系统窗口中按了,我是说在调试窗口按。至于哪个是调试窗口,哪个是操作系统窗口,我就不说了。如果你不知道你就干脆别使用Bochs了,也不要写什么程序了,更不要开发什么操作系统了。为什么?因为你不可能成功。从这儿就可以看出来。最好是找块豆腐撞死,这样你会很幸福的死去,不然你就会成为教育后代的典范——看到了吗XXX是怎么死的,笨死的。呵呵!开个玩笑。你真要不知道
千万不要来找我,找我我也不告诉你。不好意思,我也不知道。那么,在调试状态下我们可以干哪些事呢?你用过debug吗?它能做的Bochs都能做,它不能做的Bochs也可以做。下面就是一些常用的调试命令。

help

我最想告诉大家的是这个指令,因为他可以告诉我们一切。古语说:“授之以鱼,不若授之以渔”。我觉的很有道理。但是,有些人就是不想学这种一劳永逸的方法。所以,我还要继续写下去。
输入help,回车。你会得到以下信息:
help - show list of debugger commands
help 'command'- show short command description
-*- Debugger control -*-
help, q|quit|exit, set, instrument, show, trace-on, trace-off,
record, playback, load-symbols, slist
-*- Execution control -*-
c|cont, s|step|stepi, p|n|next, modebp
-*- Breakpoint management -*-
vb|vbreak, lb|lbreak, pb|pbreak|b|break, sb, sba, blist,
bpe, bpd, d|del|delete
-*- CPU and memory contents -*-
x, xp, u|disas|disassemble, r|reg|registers, setpmem, crc, info, dump_cpu,
set_cpu, ptime, print-stack, watch, unwatch, ?|calc
需不需要我翻译一下前两句?那好吧。
help - 现实调试命令列表
help '命令' - 显示某条命令的详细用法。
命令分为哪些?很明显,四类:调试控制,运行控制,断点管理,CPU和内存控制。我不想在这儿一一介绍了。没有必要,我只介绍一下最常用的就可以了。
c:继续,前面我们已经用过了。
s:单步执行。他还有一个扩展用法。
s n :执行n步。
b 0x7c00:在内存0x7c00处设置一个断点.当程序执行到0x7c00处就自动进入到调试状态.后面的这个数指的是内存的线性地址

。也可以使用10进制的数,但是好像没有人会这样做。
x /20 0x7c00: 以16进制的形式从内存的0x7c00开始显示20个字的数据。这个是很常用的命令,但是需要注意的是他的显示顺序和16进制编辑器中的显示顺序有一点小的区别。他的显示是以字为单位的,而且在字中是从低到高显示的.不过也没有什么大不了的。你只要稍微注意一下就可以了。

dump_cpu:这个是我最长用的三个指令之一。他的功能是显示现在的寄存器的状态,详细内容类似于:
eax:0x00000000, ebx:0x00000000, ecx:0x00000000, edx:0x00000683
ebp:0x00000000, esp:0x00000000, esi:0x00000000, edi:0x00000000
eip:0x0000fff0, eflags:0x00000002, inhibit_mask:0
cs:s=0xf000, dl=0x0000ffff, dh=0xff009bff, valid=1
ss:s=0x0000, dl=0x0000ffff, dh=0x00009300, valid=1
ds:s=0x0000, dl=0x0000ffff, dh=0x00009300, valid=1
es:s=0x0000, dl=0x0000ffff, dh=0x00009300, valid=1
fs:s=0x0000, dl=0x0000ffff, dh=0x00009300, valid=1
gs:s=0x0000, dl=0x0000ffff, dh=0x00009300, valid=1
ldtr:s=0x0000, dl=0x00000000, dh=0x00000000, valid=0
tr:s=0x0000, dl=0x00000000, dh=0x00000000, valid=0
gdtr:base=0x00000000, limit=0xffff
idtr:base=0x00000000, limit=0xffff
dr0:0x00000000, dr1:0x00000000, dr2:0x00000000
dr3:0x00000000, dr6:0xffff0ff0, dr7:0x00000400
cr0:0x00000010, cr1:0x00000000, cr2:0x00000000
cr3:0x00000000, cr4:0x00000000
u /20 0x7c00 :反汇编内存0x7c00处,反汇编的长度是20。你想不想知道dos的引导程序是什么样子的?执行一下这个命令就可以了。你还可以使用这样的命令 u /20 cs:0x120a,至于什么意思,我也不说了。

现在,我们已经介绍了6条命令了。够了。对于日常应用已经完全够用了。如果你想了解其他命令的用法只要执行一下help “命令名”就可以了(注意,命令上要带有引号)。好了。现在已经把Bochs的基本功能介绍完了。你是不是感觉Bochs很简单?对于简单的应用来说,确实如此。但是,想让他支持一些高级功能就有点麻烦了。毕竟它是全模拟的虚拟机,所以在有些方面实现起来并不容易。但是,向网络之类的功能还是可以支持的。你只要看一下Bochsrc-sample.txt就知道了。我在这儿就不说了。我还要说的是Bochs不仅仅可以调试操作系统,还可以调试dos下的程序。我们知道dos没有多少好的调试器。那么我们完全可以使用Bochs来调试。你知道在程序的开头输出一下程序的段地址和偏移地址,然后暂定一下,在虚拟机里面设置一下断点就可以了。我一般都是在在程序里面潜入一句汇编:
jmp $
这样在程序死循环的时候在调试窗口按下ctrl+c就可以看到他的段地址和偏移地址了。然后,在去掉这一句,设置一下断点,运行这个程序。是不是在指定位置中断了?

一:配置
bochs.exe是执行模式,不能调试的。Bochs的调试工具是Bochsdbg.exe。同样,调试的时候你仍然需要进行配置。此时如果我们还使用双击.bxrc配置文件的方法显然是不行的(因为此时会运行Bochs.exe而不是Bochsdbg.exe)。所以我copy了《自己动手写操作系统》作者于渊的方法——使用bat批处理文件。

新建一个批处理文件然后进行编辑。以下内容为我的bat文件:
D:\Develop\Bochs-2.2.1\bochsdbg.exe -q -f config.bxrc
显然,首先要指定调试程序的位置,后面 –q –f表示退出配置选择文件配置,后面的config.bxrc就是刚才运行Bochs所使用的配置文件。下面重点看看如何进行调试。

二:调试
感觉Bochs的调试和DOS提供的Debug很相似——毕竟都是命令行式的调试。如果有一个像TurboDebugger这样的可视化调试工具就好了。(这段文章也是我从网上copy下来的,最后总结为表格的形式,以方便以后查阅)
说明:下面的“[]”表示可有可无的参数在写的时候不要写。
 
执行控制命令
Help 帮助命令,以下的命令都可以通过help命令查到。
c 继续执行,遇到断点将停止
stepi [count] 执行count条指令, 默认为1条
si [count] stepi的缩写
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
quit 退出调试器
q quit缩写
 
设置断点
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
vb seg:off
 
lbreak addr 在一个线性地址设置断点
lb addr
 
pbreak [*] addr 在一个物理地址设置断点
pb [*] addr 
break [*] addr
b [*] addr
 
info break 显示所有断点状态
例如:
--------------------------------------
Num Type Disp Enb Address
1 pbreakpoint keep y 0x00007c00
表示在物理地址0x00007c00设置一个断点,该断点目前有效
---------------------------------------
delete n 删除一个断点
del n
d n
 
关于物理地址,线性地址和虚拟地址的区别,我只能凭我的理解简单说说,可能不准确。物理地址在什么时候都存在,但是在采用分页技术和虚拟内存技术后,你很难确定物理地址在那里,所以建议在实模式下采用物理地址和线性地址形式,这时候物理地址和线性地址其实是一致的。最常用的,比方说,计算机启动后的地址是0xfff0:0000,装载BIOS,然后转移到0x07C0:0000,所以总可以设置一个物理断点0x7C00,开始调试你的bootloader。
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)
注意: 它们不太符合Intel字节命名格式,但是遵守GDB约定。
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
 
n,f,和u是可选参数。U和f默认为你最后使用的参数, 如果是第一次使用,u默认为w,f默认为x, n默认为1。如果没有指定nuf,那么/也可以不要。setpmem addr datasize val 设置物理地址addr,大小datasize的内存单元的值为val.
 
crc addr1 addr2 对物理地址范围addr1到addr2进行CRC校验?(没用过)info dirty 显示写过的页?(没用过)
 
 
Info
info program 查看程序的执行状态
info registers 列举CPU整型寄存器遗迹它们的内容
info break 显示当前断点信息
where 打印当前call stack
 
寄存器操作
set $reg = val 改变寄存器的内容。可改变的寄存器有:
eax, ecx, edx, ebx, esp, ebp, esi, edi.
不可改变的寄存器有:
eflags, cs, ss, ds, es, fs, gs.
 
例如 set $eax = 0x01234567
set $edx = 25
 
info registers 显示寄存器内容
dump_cpu 查看所有与CPU相关的寄存器状态
set_cpu 设置所有与CPU相关的寄存器状态
dump_cpu和set_cpu格式如下:
"eax:0x%x\n"
"ebx:0x%x\n"
"ecx:0x%x\n"
"edx:0x%x\n"
"ebp:0x%x\n"
"esi:0x%x\n"
"edi:0x%x\n"
"esp:0x%x\n"
"eflags:0x%x\n"
"eip:0x%x\n"
"cs:s=0x%x, dl=0x%x, dh=0x%x, valid=%u\n"
"ss:s=0x%x, dl=0x%x, dh=0x%x, valid=%u\n"
"ds:s=0x%x, dl=0x%x, dh=0x%x, valid=%u\n"
"es:s=0x%x, dl=0x%x, dh=0x%x, valid=%u\n"
"fs:s=0x%x, dl=0x%x, dh=0x%x, valid=%u\n"
"gs:s=0x%x, dl=0x%x, dh=0x%x, valid=%u\n"
"ldtr:s=0x%x, dl=0x%x, dh=0x%x, valid=%u\n"
"tr:s=0x%x, dl=0x%x, dh=0x%x, valid=%u\n"
"gdtr:base=0x%x, limit=0x%x\n"
"idtr:base=0x%x, limit=0x%x\n"
"dr0:0x%x\n"
"dr1:0x%x\n"
"dr2:0x%x\n"
"dr3:0x%x\n"
"dr4:0x%x\n"
"dr5:0x%x\n"
"dr6:0x%x\n"
"dr7:0x%x\n"
"tr3:0x%x\n"
"tr4:0x%x\n"
"tr5:0x%x\n"
"tr6:0x%x\n"
"tr7:0x%x\n"
"cr0:0x%x\n"
"cr1:0x%x\n"
"cr2:0x%x\n"
"cr3:0x%x\n"
"cr4:0x%x\n"
"inhibit_int:%u\n"
"done\n"


命令说明 断点相关
vb seg:off  vbreak
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 addr   lbreak
在一个线性地址设置断点
Pb       pbreak
在一个物理地址设置断点
info break
显示所有断点状态
del n  delete n   d n
删除一个断点
步进 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
内存 寄存器查看
x /nuf addr
查看一个线性地址的内存
n 显示多少个单位的内存
内存单位大小:
可以是,b字节,h字,w 双字,g 4字
打印格式:
可以是:16进制,d 10进制,u 无符号10进制,o 8进制,t 2进制
xp /nuf addr
查看一个物理地址的内存
info registers
列举CPU整型寄存器遗迹它们的内容
 
反汇编
      disassemble start end 反汇编的地址范围
      set $disassemble_size = n 告诉调试器,反汇编段的属性(16位或32位,默认32位)。

---http://blog.chinaunix.net/u/15262/showart_411540.html


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