以下为本文所使用的系统环境与版本：

macOS Ventura 13.4.1 (c) - 英特尔芯片
GDB 13.2
QEMU 8.0.4

# GDB 调试 QEMU

该方法不局限于调试 mbr/loader，也可以用来调试内核。步骤如下：

首先运行 qemu，并在 qemu 启动后立刻监听 GDB 连接端口（qemu 不会执行任何指令）：

	# Linux
	qemu -s -S <harddrive.img>

	# Mac 调试实模式
	qemu-system-i386 -s -S <harddrive.img>

	# Mac 调试保护模式
	qemu-system-x86_64 -s -S <harddrive.img>

此时 qemu 会监听 1234 端口并等待 GDB 的连接，当 GDB 连接后，将调试控制权交给 GDB，我们可以用如下命令来让 GDB 连接 1234 端口（如果是远程调试的话，需要填写相应 URL 与端口）：

	gdb
	(gdb) target remote localhost:1234

# 调试内核

调试内核时为了能有源代码进行对应，我们需要将将调试用到的符号信息也编译出来，有两种方法：

使用 GCC 编译源代码时加入 -g 参数，这样会将所有符号信息打包进内核程序中（程序会比较大）
使用 objcopy 来将符号信息单独打包到一个文件中

objcopy 是 GNU Binutils 包的一部分，在 Mac 上并没有链接到 bin 下，所以不能直接使用，可以用以下步骤来手动建立链接。

	# 1. 找到 `objcopy` 可执行文件的位置
	mdfind -name objcopy

	# 2. 将可执行文件链接到 `/usr/local/bin` 中
	ln -s /usr/local/Cellar/binutils/2.41/bin/objcopy /usr/local/bin/objcopy

然后就可以使用 objcopy 来将调试符号输出到单独文件 kernel.sym 中：

objcopy --only-keep-debug kernel.elf kernel.sym

也可以在 GDB 中直接引入符号文件（可以是可执行文件，只要包含了 debug 信息即可）：

(gdb) symbol-file kernel.elf  ;kernel.elf is the actual unstripped kernel image in this case

# 调试实模式

由于 GDB 并不原生支持实模式的调试，所以对于实模式下本身应为 16 位的二进制也会按 32 位去反汇编，导致出现问题，幸好已经有大神写过相应的脚本了，我们直接使用就可以了。

首先需要下载以下三个文件（操作系统从 0 到 1 系列对应的 github 项目中已经全部包含）

wget https://raw.githubusercontent.com/qemu/qemu/master/gdb-xml/i386-32bit.xml

wget https://raw.githubusercontent.com/mhugo/gdb_init_real_mode/master/gdbinit_real_mode.txt

echo '<?xml version="1.0"?><!DOCTYPE target SYSTEM "gdb-target.dtd"><target><architecture>i8086</architecture><xi:include href="i386-32bit.xml"/></target>' > target.xml

首先使用 qemu -s -S <harddrive.img> 启动 qemu，然后再使用以下命令即可正确调试实模式了

gdb -ix "gdb_init_real_mode.txt" -ex "set tdesc filename target.xml" -ex "target remote localhost:1234" -ex "br *0x7c00" -ex "c"

这个命令其实并不复杂，用 -ix 参数加载 gdb 脚本，就是该脚本实现了对实模式的支持，同时对 gdb 做了增强，会自动输出一些信息（寄存器、栈、代码等待）。

至于后面的 -ex 参数，其实就是直接使得 gdb 启动后依次执行这些命令:

target remote localhost:1234 ：连接 qemu 并进行调试
br *0x7c00 ：在 0x7c00 处下断点，其实就是 mbr 开始的地方，也就是我们的代码开头。
c ：使程序继续执行，直到触发断点，接着程序会停在 0x7c00 处。

注意：在 mbr/loader 的调试中，由于没有源代码，我们需要用 ni/si 来执行下一条指令。

调试实模式的示意图如下：

gdb调试实模式

# 参考

https://ternet.fr/gdb_real_mode.html
https://wiki.osdev.org/Kernel_Debugging
https://stackoverflow.com/questions/32955887/how-to-disassemble-16-bit-x86-boot-sector-code-in-gdb-with-x-i-pc-it-gets-tr

# GDB 调试 QEMU

# 调试内核

# 调试实模式

# 参考

Mac下使用GDB进行调试

04-在保护模式下打印