6.s081 lab0准备

lab0

环境

WSL2 Ubuntu20.04 ，xv6-labs-2020

# qemu版本
lhz@lhz:~/os/xv6-labs-2020$ qemu-system-riscv64 --version
QEMU emulator version 4.2.1 (Debian 1:4.2-3ubuntu6.30)
Copyright (c) 2003-2019 Fabrice Bellard and the QEMU Project developers

#debug工具版本
lhz@lhz:~/os/xv6-labs-2020$ riscv64-unknown-elf-gdb --version
GNU gdb (GDB) 9.2
Copyright (C) 2020 Free Software Foundation, Inc.

启动

## 进入 xv6-labs-2020 根目录
make clean && make qemu

debug

GDB

GDB 对进行kernel debug

打开第一个窗口，作为操作系统的页面

## 进入 xv6-labs-2020 根目录
make clean && make qemu-gdb
#可以限制CPU核心数量
 make qemu-gdb CPUS=1

image-20231113114233452

打开第二个窗口，作为DEBUG信息页面

## 打开另一个窗口 debug
riscv64-unknown-elf-gdb kernel/kernel
#打一个断点
b main
#连接端口 debug
target remote localhost:26000

image-20231113114233452

交互页面

image-20231113114233452

安装依赖：

如果缺少 riscv64-unknown-elf-gdb，安装 riscv64-unknown-elf-gdb 步骤(用于调试 裸机（bare-metal）或嵌入式 RISC-V 系统程序，不依赖操作系统。QEMU 模拟的裸机环境)

  1. 安装依赖
sudo apt-get install libncurses5-dev python python-dev texinfo libreadline-dev
sudo apt install libgmp-dev
  1. 下载gdb-9.2.tar.gz安装包，注意此处不能下载最新版本gdb13的安装包，会显示与python版本不匹配

​ 下载地址：https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/gnu/gdb/?C=M&O=D

  1. 执行以下命令
tar -zxvf gdb-9.2.tar.gz

cd gdb-9.2

mkdir build

cd build

../configure --prefix=/usr/local --with-python=/usr/bin/python --target=riscv64-unknown-elf --enable-tui=yes
  1. 编译安装
make clean
make -j$(nproc)
sudo make install
#可选）安装 gdb-dashboard 插件，优化 debug 体验
wget -P ~ https://git.io/.gdbinit

VScode Debug

  1. xv6-labs-2020目录下新建.vscode 目录

  2. 找到gdb工具位置

    1. linux服务器输入命令 whereis riscv64-unknown-elf-gdb
      1. image-20231113114233452

  3. .vscode目录下新建launch.json文件

    1. {
    "version": "0.2.0",
    "configurations": [
        {
            "name": "debug xv6",
            "type": "cppdbg",
            "request": "launch",
            "program": "${workspaceFolder}/kernel/kernel",
            "args": [],
            "stopAtEntry": true,
            "cwd": "${workspaceFolder}",
            "miDebuggerServerAddress": "localhost:26000",
            "miDebuggerPath": "/usr/local/bin/riscv64-unknown-elf-gdb",//找到地址粘贴在此处
            "environment": [],
            "externalConsole": false,
            "MIMode": "gdb",
            "setupCommands": [
                {
                    "description": "pretty printing",
                    "text": "-enable-pretty-printing",
                    "ignoreFailures": true
                }
            ],
            "logging": {
                // "engineLogging": true,
                // "programOutput": true,
            }
        }
    ]
}

    2. 也可以再创建一个task.json，前置任务，就不需要单独打开一个控制台了

      {
    "version": "2.0.0",
    "tasks": [
      {
        "label": "xv6build",
        "type": "shell",
        "isBackground": true,
        "command": "make qemu-gdb CPUS=1",
        "problemMatcher": [
          {
            "pattern": [
              {
                "regexp": ".",
                "file": 1,
                "location": 2,
                "message": 3
              }
            ],
            "background": {
                // 要对应编译成功后,一句echo的内容. 此处对应 Makefile Line:170
              "beginsPattern": ".*Now run 'gdb' in another window.",
              "endsPattern": "."
            }
          }
        ]
      }
    ]
  }

  4. 打开第一个窗口，作为操作系统的页面输入命令 make qemu-gdb CPUS=1

    1. image-20231113114233452

  5. 在xv6根目录会自动新增一个gdbinit文件，把文件里的target remote 127.0.0.1:26000行删除。

    1. image-20231113114233452

  6. 点击vscode debug按钮选择debug xv6的，即可在编辑器上操作

    1. image-20231113114233452
    2. image-20231113114233452

如何显示寄存器 信息

上图VScode左侧是看不到寄存器的，需要额外操作来完善

首先升级gdb，Ubuntu20.04 默认最高是9，需要升级到12

手动编译 升级GDB 12

  1. 安装依赖

    sudo apt update
sudo apt install -y build-essential texinfo libgmp-dev libmpfr-dev libmpc-dev libisl-dev

  2. 下载 GDB 12 源码

    wget https://ftp.gnu.org/gnu/gdb/gdb-12.1.tar.xz
tar -xf gdb-12.1.tar.xz
cd gdb-12.1

  3. 配置和编译

    mkdir build
cd build
../configure --prefix=/opt/gdb-12
make -j$(nproc)
sudo make install

  4. 切换新版 GDB

    #找到老版本gdb位置
which gdb
/usr/bin/gdb
   
#找到新版本gdb位置
whereis gdb
gdb: /usr/bin/gdb  /opt/gdb-12/bin/gdb
   
#替换，把环境变量的gdb换成 /opt/gdb-12/bin/gdb
sudo ln -sf /opt/gdb-12/bin/gdb /usr/local/bin/gdb
   
#检查版本
gdb --version

    image-20231113114233452

    由于之前的riscv64-unknown-elf-gdb是使用gdb9编译出来的，所以需使用新版GDB12编译 riscv64-unknown-elf-gdb
    #1.进入新版GDB目录
cd gdb-12.1
   
# 2. 新建构建目录
mkdir build-riscv
cd build-riscv
   
# 3. 配置编译目标为 riscv64-unknown-elf
../configure --prefix=/opt/riscv-gdb-12 --with-python=/usr/bin/python --target=riscv64-unknown-elf --enable-tui=yes
   
# 4. 编译并安装
make -j$(nproc)
sudo make install
   
#可以不用环境变量的riscv64-unknown-elf-gdb切换成新的，在vscode指定即可
    配置Vscode

    把launch.json里面gdb的换成新版的

    // "miDebuggerPath": "/usr/local/bin/riscv64-unknown-elf-gdb", 老版地址
"miDebuggerPath": "/opt/riscv-gdb-12/bin/riscv64-unknown-elf-gdb",

    然后

    F5 debug模式下运行情况下在调试控制台中输入-exec maintenance print xml-tdesc，把内容粘贴在我们创建的mymxl.xml

    image-20231113114233452

    把launch.json指定mymxl.xml

    gdb-5

    最终launch.json

    {
    "version": "0.2.0",
    "configurations": [
      {
        "name": "debug xv6",
        "type": "cppdbg",
        "request": "launch",
        "program": "${workspaceFolder}/kernel/kernel",
        "args": [],
        "stopAtEntry": true,
        "cwd": "${workspaceFolder}",
        "miDebuggerServerAddress": "127.0.0.1:26000",
        //"miDebuggerPath": "/usr/local/bin/riscv64-unknown-elf-gdb",
        "miDebuggerPath": "/opt/riscv-gdb-12/bin/riscv64-unknown-elf-gdb",
        "environment": [],
        "externalConsole": false,
        "MIMode": "gdb",
        "preLaunchTask": "xv6build",
        "setupCommands": [
          {
            "description": "pretty printing",
            "text": "-enable-pretty-printing",
            "ignoreFailures": true
          },
           //在这里加载了寄存器信息表
          {
            "text": "set tdesc filename myxml.xml"
          }
        ]
      }
    ]
}

    完美出现所有寄存器

    gdb-4