汇编代码不同于gdb的代码显示

问题描述

我正在从《操作系统从0到1》一书中学习操作系统，我试图在内核中显示名为main的代码，但是即使我跳到了GDB，显示在GDB中的代码也不一样。作为入口的地址。

bootloader.asm

;*************************************************
; bootloader.asm 
; A Simple Bootloader
;*************************************************
bits 16
start: jmp  boot

;; constants and variable deFinitions
msg db "Welcome to My Operating System!",0ah,0dh,0h

boot:

    cli ; no interrupts 
    cld ; all that we need to init
    
    mov ax,0x0000

    ;; set buffer
    mov es,ax  
    mov bx,0x0600

    mov al,1   ; read one sector
    mov ch,0   ; track 0
    mov cl,2       ; sector to read
    mov dh,0   ; head number
    mov dl,0   ; drive number
        
    mov ah,0x02    ; read sectors from disk    
    int 0x13      ; call the BIOS routine
    jmp 0x0000:0x0600   ; jump and execute the sector!
    
    hlt ; halt the system 

; We have to be 512 bytes. Clear the rest of the bytes with 0

times 510 - ($-$$) db 0
dw 0xAA55 ; Boot Signature

readelf -l main

ELF Header:
  Magic:   7f 45 4c 46 01 01 01 00 00 00 00 00 00 00 00 00 
  Class:                             ELF32
  Data:                              2's complement,little endian
  Version:                           1 (current)
  OS/ABI:                            UNIX - System V
  ABI Version:                       0
  Type:                              EXEC (Executable file)
  Machine:                           Intel 80386
  Version:                           0x1
  Entry point address:               0x600
  Start of program headers:          52 (bytes into file)
  Start of section headers:          12888 (bytes into file)
  Flags:                             0x0
  Size of this header:               52 (bytes)
  Size of program headers:           32 (bytes)
  Number of program headers:         3
  Size of section headers:           40 (bytes)
  Number of section headers:         12
  Section header string table index: 11

readelf -l main


Elf file type is EXEC (Executable file)
Entry point 0x600
There are 3 program headers,starting at offset 52

Program Headers:
  Type           Offset   VirtAddr   PhysAddr   FileSiz MemSiz  Flg Align
  PHDR           0x000000 0x00000000 0x00000000 0x00094 0x00094 R   0x4
  LOAD           0x000000 0x00000000 0x00000000 0x00094 0x00094 R   0x4
  LOAD           0x000100 0x00000600 0x00000600 0x00006 0x00006 R E 0x100

 Section to Segment mapping:
  Segment Sections...
   00     
   01     
   02     .text

main.c

void main(){}

objdump -z -M intel -S -D build / os / main

disassembly of section .text:

00000600 <main>:
void main(){}
 600:   55                      push   ebp
 601:   89 e5                   mov    ebp,esp
 603:   90                      nop
 604:   5d                      pop    ebp
 605:   c3                      ret

但这是GDB的输出，方法是在主0x600处设置一个断点

0x600 <main>    jg     0x647                                               │
│   0x602 <main+2>  dec    esp                                                 │
│   0x603 <main+3>  inc    esi                                                 │
│   0x604 <main+4>  add    DWORD PTR [ecx],eax                                 │

为什么会这样？我加载的地址错误吗？如何找到要加载的正确地址？

编辑：这是编译代码；

nasm -f elf bootloader.asm -F dwarf -g -o ../build/bootloader/bootloader.o
ld -m elf_i386 -T bootloader.lds ../build/bootloader/bootloader.o -o ../build/bootloader/bootloader.o.elf
objcopy -O binary ../build/bootloader/bootloader.o.elf ../build/bootloader/bootloader.o
gcc -ffreestanding -nostdlib -fno-pic -gdwarf-4 -m16 -ggdb3 -c main.c -o ../build/os/main.o
ld -m elf_i386 -nmagic -T os.lds  ../build/os/main.o -o ../build/os/main
dd if=/dev/zero of=disk.img bs=512 count=2880
2880+0 records in
2880+0 records out
1474560 bytes (1.5 MB,1.4 MiB) copied,0.0150958 s,97.7 MB/s
dd conv=notrunc if=build/bootloader/bootloader.o of=disk.img bs=512 count=1 seek=0
1+0 records in
1+0 records out
512 bytes copied,0.000127745 s,4.0 MB/s
dd conv=notrunc if=build/os/main.o of=disk.img bs=512 count=$((8504/512))
seek=1
16+0 records in
16+0 records out
8192 bytes (8.2 kB,8.0 KiB) copied,0.000184251 s,44.5 MB/s
qemu-system-i386 -machine q35 -fda disk.img -gdb tcp::26000 -S

和用于显示主代码的gdb代码；

set architecture i8086
target remote localhost:26000
b *0x7c00
set disassembly-flavor intel
layout asm
layout reg
symbol-file build/os/main
b main

解决方法

jg / dec esp / inc esi是ELF幻数，不是机器代码！从ndisasm -b32 /bin/ls的输出开始，您将看到相同的内容。（ndisasm始终将其输入视为纯二进制文件；它不查找任何元数据。）

7F 45 4C 46是0x7F字节之后的字符串"ELF"，该字节是将文件格式标识为ELF的ELF幻数。在main的实际机器代码之前，后面紧跟着更多的ELF标头字节。 objdump -D会反汇编所有ELF节，但仍会解析ELF标头，而不像ndisasm那样反汇编它们。因此，您仍然最终只能从.text部分中看到代码，因为其他代码为空（因为您链接了该可执行文件而没有libc或CRT起始文件，并且使用C main作为ELF入口点？！？）

您将跳到ELF文件的开始，就好像它是纯二进制文件一样。并非如此，编写ELF程序加载器并不是那么简单。 ELF程序标头（readelf可以解析）告诉您哪个文件偏移量位于哪个地址。 .text节的开头将在文件中有些偏移，出于明显的原因，它们不会与ELF幻数重叠。（尽管您可以找到适合它的方法，但它可能与ELF标头重叠：http://www.muppetlabs.com/~breadbox/software/tiny/teensy.html）

然后，按照程序标头中的说明将文件映射到内存后，您将跳转到ELF入口点地址（对于您的情况为0x600）。（通常不是功能，在Linux之类的真实操作系统下，您不能从入口点ret。而是需要进行出口系统调用。）您可以还是在这里，因为您jmp而不是call。

这就是_start与main分开的原因；用编译器生成的main作为入口点来构建程序不起作用。

当然，大多数努力都是注定要失败的，因为您在CPU仍处于16位实模式的情况下跳到了主系统。但是您的主程序是为32位模式编译/汇编的。您可以使用gcc -m16来解决该问题，以便在必要时使用操作数大小+地址大小前缀来组合16位模式的gcc输出。

不执行任何操作的主设备的机器代码实际上将在16位和32位模式下均有效。如果您使用了return 0而不进行优化，则不是这种情况：mov eax,imm32的操作码（不带前缀）暗含了不同的指令长度，具体取决于CPU对其进行解码的方式，因此在16位模式下进行解码将写入AX并保留2个字节的零。

最可能最简单的方法是将“内核”转换为平面二进制文件，而不是在引导加载程序中编写ELF程序加载程序。请遵循osdev教程，因为很多事情可能出错，例如，您必须注意静态数据。

或者请参见How to make the kernel for my bootloader?，获取示例引导程序，该示例引导程序在切换到32位保护模式后调用C函数。

在https://stackoverflow.com/tags/x86/info中查看更多链接。

assembly bootloader c kernel