调试在 QEMU 上运行的 GRUB2 EFI 映像

Posted 2023-03-16

【中文标题】调试在 QEMU 上运行的 GRUB2 EFI 映像

【英文标题】：Debug GRUB2 EFI image running on QEMU

【发布时间】：2017-10-07 21:33:26

【问题描述】：

我想要达到的目标

我想自定义一个 GRUB EFI 映像，并在 QEMU 上运行时对其进行调试。

所以我想在自定义之前调试一个普通的 GRUB 图像。

到目前为止我做了什么

我从http://git.savannah.gnu.org下载了GRUB2并编译了它：

./autogen.sh
./configure --prefix=`pwd`/local --with-platform=efi --target=i386 CFLAGS=-g
make
make install

然后，生成一个普通的 EFI 图像：

./local/bin/grub-mkstandalone -O i386-efi -o bootIA32.efi

并将其放入磁盘映像文件中：

qemu-img create -f raw hda.img 1G
mkfs.fat hda.img
sudo mount -o uid=$UID hda.img /mnt
mkdir -p /mnt/efi/boot/
mv bootIA32.efi /mnt/efi/boot/
sudo umount /mnt

为了启动它，我编译了一个 IA32 OVMF.fd 以将它与 QEMU 一起使用：

qemu-system-i386 -bios $UDK_PATH/Build/OvmfIa32/RELEASE_GCC48/FV/OVMF.fd \
                 -hda hda.img

它正确启动，给了我一个 grub shell。

---

我卡住的地方

现在，我想调试 GRUB。所以我用附加参数调用了 QEMU：

qemu-system-i386 -bios $UDK_PATH/Build/OvmfIa32/RELEASE_GCC48/FV/OVMF.fd \
                 -hda hda.img \
                 -s -S

并将 gdb 附加到 QEMU：

cd grub-core/
gdb -x gdb_grub

但是，似乎缺少调试符号：

GNU gdb (Debian 7.7.1+dfsg-5) 7.7.1
(...)
For help, type "help".
Type "apropos word" to search for commands related to "word".
0x0000fff0 in grub_disk_cache_table ()
Breakpoint 1 at 0x49b1: file kern/dl.c, line 53.
(gdb) n
Single stepping until exit from function grub_disk_cache_table,
which has no line number information.
0xffffff75 in ?? ()
(gdb)

我做错了什么？

---

添加符号后

@unixsmurf 当我使用symbol-file 命令时，它似乎正在加载调试符号。确实，gdb 说

(gdb) symbol-file ../local/lib/grub/i386-efi/kernel.exec
Reading symbols from ../local/lib/grub/i386-efi/kernel.exec...done.

但是，我仍然无法使用next 命令，该命令返回

(gdb) n
Single stepping until exit from function grub_disk_cache_table,
which has no line number information.
0xffffff75 in ?? ()

例如，我想在grub_core/kern/main.c:grub_main 函数中设置一个断点并逐步运行它。

但是虽然设置了断点，但是当我continue 执行时，GRUB 到达shell 并没有在断点处停止：

(gdb) b main.c:grub_main
Note: breakpoint 2 also set at pc 0x6082.
Breakpoint 3 at 0x6082: file kern/main.c, line 266.
(gdb) c
Continuing.

【参考方案1】：

bootIA32.efi 图像中不包含调试符号。 gdb_grub 脚本试图这样做，但由于它是为 BIOS（不是 UEFI）而设计的，并且似乎基本上被包含并主要是偶然生成的，因此它不再真正起作用 - 因为 GRUB 的 EFI 版本是动态的运行时决定的地址。

现在，通过一些技巧（以及使用-D DEBUG_ON_SERIAL_PORT 构建的OVMF_CODE.fd），我可以看到，只要我在进入 GRUB 之前不运行任何其他命令，我总是可以看到：

Loading driver at 0x0003DDE9000 EntryPoint=0x0003DDE9400

因此，对gdb_grub 进行了一次可怕的破解，更改了接近结尾的行：

file kernel.exec

到

add-symbol-file kernel.exec 0x0003DDE9400

我最终会遇到一种情况，而不是

add symbol table from file "kernel.exec" at
.text_addr = 0x3dde9400
0x0000fff0 in ?? ()
Breakpoint 1 at 0x3ddedddb: file kern/dl.c, line 53.
(gdb)

在此之后。如果我继续，模块符号加载现在可以按照脚本的预期工作：

(gdb) cont
Continuing.
add symbol table from file "memdisk.module" at
    .text_addr = 0x3bf75cb0
    .rodata.str1.1_addr = 0x3bf75e77
    .data_addr = 0x3bf75ee0
    .module_license_addr = 0x3bf75f00
    .bss_addr = 0x3bf75f10
add symbol table from file "archelp.module" at
    .text_addr = 0x3b885ef0
    .rodata.str1.1_addr = 0x3b8864d6
    .module_license_addr = 0x3b88653c

不完全可以生产，但可行。

【讨论】：

它仍然不允许我调试...我在问题中添加了有关加载 kernel.exec 后发生的情况的信息

所以，再深入一点，这个功能显然是在 EFI 之前实现的 - 所以基本功能有点......在这里很笨重。相应地更新答案。

太棒了！它工作得很好:-)我认为你的意思是add-symbol-file kernel.exec 0x0003DDE9400。

啊，是的，哎呀。已编辑。

【参考方案2】：

接受的答案对我来说就像魔法。

顺便说一句，我使用以下较低级别的可执行文件来构建 EFI，与完整的 debian qemu 映像相同（该命令会创建一个较小的 EFI，并且可以从任何目录运行。）

MODULES="search iso9660 configfile normal memdisk tar part_msdos part_gpt fat"
$GRUB_PATH/grub-mkimage -O x86_64-efi -d $GRUB_PATH/grub-core -p "" -o ./grub.efi $MODULES

我仍然必须在与 kernel.exec 相同的源目录中启动 gdb 会话，因为源文件路径是相对于该目录的。

【讨论】：

我上面使用的 MODULES 列表足以启动。对于完整的功能，我使用 (cd $GRUB_PATH/grub-core; find . -name "*.mod") > grubmods.lst 之类的东西拉入所有 grub 模块，然后使用它来生成（更大的）图像。