如何使用GDB与QEMU调试Linux内核引导加载程序？

初始地址0xFFF0的说明 #

• 0x0000fff0是x86架构CPU加电后的BIOS初始执行入口（实模式下映射到物理地址0xFFFF0），此时CPU刚启动，正在执行BIOS的初始化代码，还远未到MBR（0x7C00）的执行阶段。这个地址和栈指针无关，也不代表已经跳过引导加载程序启动点，只是BIOS启动的起始位置。

为什么0x7C00断点不触发？ #

你用qemu-system-x86_64 -kernel vmlinux启动时，QEMU会直接跳过BIOS的MBR引导流程，把内核镜像加载到内存并启动，MBR的0x7C00代码根本不会被执行，自然断点无法触发。要调试引导加载程序（MBR或Linux自带的bootloader），必须让QEMU从完整的磁盘镜像启动，走正常的BIOS引导流程。

调试引导加载程序的正确步骤 #

1. 生成包含引导加载程序的磁盘镜像 #

如果要调试Linux的bootloader（如arch/x86/boot下的代码），先编译内核得到bzImage，然后制作一个可引导的虚拟磁盘：

# 创建空镜像文件
dd if=/dev/zero of=disk.img bs=1M count=10
# 挂载镜像并创建文件系统
sudo losetup /dev/loop0 disk.img
sudo mkfs.ext4 /dev/loop0
sudo mount /dev/loop0 /mnt
# 复制内核并安装GRUB引导
sudo cp arch/x86/boot/bzImage /mnt/vmlinuz
sudo grub-install --root-directory=/mnt /dev/loop0
# 卸载并释放循环设备
sudo umount /mnt
sudo losetup -d /dev/loop0

2. 修改QEMU启动命令 #

去掉-kernel参数，改用磁盘镜像启动，同时保留调试开关：

qemu-system-x86_64 -m 256 -hda disk.img -s -S

3. GDB调试配置 #

连接QEMU后，需要先切换到实模式架构（BIOS和MBR都在实模式下执行）：

target remote :1234
# 切换到8086实模式架构
set architecture i8086
# 设置MBR入口断点
b *0x7C00
continue

触发断点后即可调试MBR代码。如果要调试Linux的bootloader（如setup.S），可以用add-symbol-file加载对应的符号文件：

# 加载setup的符号，地址需要对应bootloader加载到内存的位置
add-symbol-file arch/x86/boot/setup 0x00007e00

当系统进入保护模式后，再切换回x86_64架构：

set architecture i386:x86-64

关于lx-symbols的问题 #

lx-symbols是Linux内核提供的GDB辅助脚本，它依赖内核已经启动到能访问内核符号表的阶段（比如start_kernel之后）。在引导加载程序的早期阶段（实模式/早期保护模式），内核还未完成初始化，无法访问符号表，所以会出现内存访问错误，这是正常现象。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Jeremy