ComputerSystems

LincZero大约 4 分钟

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汇编调试

调试汇编程序

Bochs虚拟机（调试神器）

官网：http://bochs.sourceforge.net

下载地址：https://sourceforge.net/projects/bochs/files/bochs/2.6.11/

简单介绍：官网左下侧是使用手册，手册齐全、功能丰富、软件迷你仅仅5MB

使用：下载安装完成后有两个exe：bochs.exe和bochsdbg.exe，调试汇编程序时主要使用到的是后者

调试过程

配置部分

将二进制写入虚拟硬盘
用FixVhdw程序将bin写入VHD后会告诉你程序写在了哪个物理空间
提示信息：
虚拟硬盘： D:...\Worksapce_VirtualBox\AssemblyTest\AssemblyTest\AssemblyTest.vhd VHD规范的原始创建者标识： conectix 创建此文件的程序：vbox 创建此文件的程序版本：06.01 该虚拟磁盘创建于 2021-11-08 13:31:44。 481个柱面；4个磁头；每磁道有17个扇区。总容量为 16 MB（兆字节）。该磁盘为固定磁盘（容量固定，文件大小不变）。
配置FixVhdw，当然这步不是必须的，只是为了方便
- 在VBox路径名的选项中，选择VirtualBox安装目录中的VirtualBox.exe，以方便快速执行VBox虚拟机
- 在Bochs路径名的选项中，选择Bochs的安装路径下的bochsdbg.exe，以方便快速执行Bochs虚拟机
- 在其他程序路径名的选项中，选择Bochs的安装路径下的bochs.exe，该程序不带Debug功能
点击写入并执行Bochs虚拟机
- 初次启动时需要进行配置
- 选择CD通道：中间的Disk&Boot > 左侧的Edit > 弹出框 > ATA Channel 0 > First HD/CD on Channel
  - Type of ATA device下拉框：disk (默认none)
  - Path or physical device name：选择对应的虚拟磁盘.vhd文件 (文件筛选要All files)
  - 填写磁盘物理位置（需要填写之前在FixVhdw中提示的内容），demo中分别是481-4-17
    - Cylinders 柱面
    - Heads 磁头
    - Sector per track 每道扇区
- Boot配置：Boot Options
  - Boot drive #1：disk (默认floopy)
- 最后选择OK完成设置。可以将该配置保存为一个文件，不用每次都设置：点击左侧的Save按钮即可保存，若需加载则点击Load按钮
- 点击右侧的Start按钮运行debug用虚拟机，弹出黑框表示已进入调试状态。大黑框是调试窗口，新黑框是输出窗口

调试命令

常用命令

s：单步调试
s 200：s后面加数字，表示进行多少次单步调试
b：打断点，后跟内存地址，例如：b 0x7c00，会直接跳转到该位置
c：contine，继续执行
q：quit，退出调试，按两次Enter完全退出。不能点叉号关闭窗口，不然会导致你下一次不能运行

r：查看所有通用寄存器的内容（除了通用寄存器外还显示控制寄存器 (IP和EFLAGS) ）

; 可以看到每个寄存器都是16位的
; 若单步调试运行`mov ax, 0xb800`后，第一行会变为：
; rax: 00000000_0000b800
rax: 00000000_0000aa55
rbx: 00000000_00000000
rcx: 00000000_00090000
rdx: 00000000_00000080
rsp: 00000000_0000ffd6
rbp: 00000000_00000000
rsi: 00000000_000e0000
rdi: 00000000_0000ffac
r8 : 00000000_00000000
r9 : 00000000_00000000
r10: 00000000_00000000
r11: 00000000_00000000
r12: 00000000_00000000
r13: 00000000_00000000
r14: 00000000_00000000
r15: 00000000_00000000
; 指令指针。这里的rip是7c00
rip: 00000000_00007c00
; 标志寄存器。eflags是存储标志位的，比如最后的可以用来存储进位和错位信息的cf，如果是小写则它是0，如果是大写那么它是1
eflags 0x00000082: id vip vif ac vm rf nt IOPL=0 of df if tf SF zf af pf cf

sreg：查看段寄存器的内容（前4还是6个是段寄存器，后面的我也不指导是什么）

es:0x0000, dh=0x00009300, dl=0x0000ffff, valid=1	; 附加段
        Data segment, base=0x00000000, limit=0x0000ffff, Read/Write, Accessed
cs:0x0000, dh=0x00009300, dl=0x0000ffff, valid=1	; 代码段
        Data segment, base=0x00000000, limit=0x0000ffff, Read/Write, Accessed
ss:0x0000, dh=0x00009300, dl=0x0000ffff, valid=7	; 堆栈段
        Data segment, base=0x00000000, limit=0x0000ffff, Read/Write, Accessed
ds:0x0000, dh=0x00009300, dl=0x0000ffff, valid=1	; 数据段
        Data segment, base=0x00000000, limit=0x0000ffff, Read/Write, Accessed
fs:0x0000, dh=0x00009300, dl=0x0000ffff, valid=1	; (FS和GS寄存器无专用名称)
        Data segment, base=0x00000000, limit=0x0000ffff, Read/Write, Accessed
gs:0x0000, dh=0x00009300, dl=0x0000ffff, valid=1	; (FS和GS寄存器无专用名称)
        Data segment, base=0x00000000, limit=0x0000ffff, Read/Write, Accessed
ldtr:0x0000, dh=0x00008200, dl=0x0000ffff, valid=1
tr:0x0000, dh=0x00008b00, dl=0x0000ffff, valid=1
gdtr:base=0x00000000000f9ad7, limit=0x30
idtr:base=0x0000000000000000, limit=0x3ff

xp /nuf addr：查看物理内存，n=查看多少个单位，u=单位，u可以是b/h/w/g (1/2/4/8字节)，例如：xp /1wx 0x7c0f1

正式调试部分

调试过程

; 跳转到地址e05b，e05b是BIOS程序的入口
Next at t=0
(0) [0x0000fffffff0] f000:fff0 (unk. ctxt): jmpf 0xf000:e05b          ; ea5be000f0

> s
Next at t=1
(0) [0x0000000fe05b] f000:e05b (unk. ctxt): xor ax, ax                ; 31c0

> s
Next at t=2
(0) [0x0000000fe05d] f000:e05d (unk. ctxt): out 0x0d, al              ; e60d

> s
Next at t=3
(0) [0x0000000fe05f] f000:e05f (unk. ctxt): out 0xda, al              ; e6da

; b：打断点并跳转到0x7c00的位置
; c：contine，继续执行
; 此时输出窗口开始显示文本
; 此时可以看到07c001的汇编指令：mov ax, 0xb800，后面跟着的那个是实际的机器码
> b 0x7c00
> c
Next at t=17178871
(0) [0x000000007c00] 0000:7c00 (unk. ctxt): mov ax, 0xb800            ; b800b8

; 此时s可以一直单步调试汇编代码的部分
> s
; ...

> q

nasm技巧

nasm -f bin start.asm -o start.bin -l start.lst
# 【技巧】
# -l：然后后面再加一个.lst扩展名的文件，可以生成一个包括汇编地址、代码以及机器码的文件。可以方便用来调试