14.13.1 编译带gdbstub的Bochs系统{.j,
Bochs用户手册中介绍了自行编译Bochs系统的方法。这里我们给出编译带gdbstub的Bochs系统的方法和步骤。首先从下面网站下载最新Bochs系统源代码（例如：bochs-2.2.tar.gz）：U
使用tar对软件包解压后会在当前目录中生成一个bochs-2.2子目录。进入该子目录后带选项“--enable-gdb-stub”运行配置程序configure，然后运行make和make install即可，见如下所示：
[root@plinux bochs-2.2]# ./configure --enable-gdb-stubI0B%
checking build system type... i686-pc-linux-gnu7.tY.
checking host system type... i686-pc-linux-gnuQ
checking target system type... i686-pc-linux-gnu{
...©OldLinux论坛 -- 有关早期Linux内核代码发展的论坛。M
[root@plinux bochs-2.2]# makeQ
[root@plinux bochs-2.2]# make installN?
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若在运行./configure时我们碰到一些问题而不能生成编译使用的Makefile文件，那么这通常是由于没有安装X window开发环境软件或相关库文件造成的。此时我们就必须先安装这些必要的软件。>1z<z
14.13.2 编译带调试信息的Linux 0.11内核"jmg
通过把Bochs的模拟运行环境与gdb符号调试工具联系起来，我们既可以使用Linux 0.11系统下编译的带调试信息的内核模块来调试，也可以使用在RedHat 9环境下编译的0.11内核模块来调试。这两种环境下都需要对0.11内核源代码目录中所有Makefile文件进行修改，即在其中编译标志行上添加-g标志，并去掉链接标志行上的-s选项：2
LDFLAGS = -M -x // 去掉 -s 标志。XJFU)Y
CFLAGS =-Wall -O -g -fomit-frame-pointer / // 添加 -g 标志。iMN
进入内核源代码目录后，利用find命令我们可以找到以下所有需要修改的Makefile文件：_6
[root@plinux linux-0.11]# find ./ -name MakefileSn^
./fs/Makefile-
./kernel/Makefile/"`p%
./kernel/chr_drv/Makefile(pyM
./kernel/math/MakefileV
./kernel/blk_drv/Makefiles/CDu
./lib/Makefile[x~
./Makefile980
./mm/Makefile/zb
[root@plinux linux-0.11]#S9/Q
另外，由于此时编译出的内核代码模块中含有调试信息，因此system模块大小可能会超过写入内核代码映像文件的默认最大值SYSSIZE = 0x3000（定义在boot/bootsect.s文件第6行）。我们可以按以下方法修改源代码根目录中的Makefile文件中产生Image文件的规则，即把内核代码模块system中的符号信息去掉后再写入Image文件中，而原始带符号信息的system模块保留用作gdb调试器使用。注意，目标的实现命令需要以一个制表符（TAB）作为一行的开始。pP
Image: boot/bootsect boot/setup tools/system tools/build)=1
cp -f tools/system system.tmp=-&a
strip system.tmphQ6n0S
tools/build boot/bootsect boot/setup system.tmp $(ROOT_DEV) $(SWAP_DEV) >ImageA-)
rm -f system.tmpY3w[/@
sync9=P2n
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当然，我们也可以把boot/bootsect.s和tools/build.c中的SYSSIZE值修改成0x8000来处理这种情况。a?g4
14.13.3 调试方法和步骤M]3!
下面我们根据在现代Linux系统（例如RedHat 9）系统上和运行在Bochs中Linux 0.11系统上编译出的内核代码分别来说明调试方法和步骤。
1 调试现代Linux系统上编译出的Linux 0.11内核?E
假设我们的Linux 0.11内核源代码根目录是linux-rh9-gdb/，则我们首先在该目录中按照上面方法修改所有Makefile文件，然后在linux-rh9-gdb/目录下创建一个bochs运行配置文件并下载一个配套使用的根文件系统映像文件。我们可以直接从网站下载已经设置好的如下软件包来做实验：
使用命令“tar zxvf linux-gdb-rh9-050619.tar.gz”解开这个软件包后，可以看到其中包含以下几个文件和目录：MX{-
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[root@plinux linux-gdb-rh9]# ll'*5tfq
total 1600bJT~Q
-rw-r--r--1 root root18055 Jun 18 15:07 bochsrc-fd1-gdb.bxrcf%J2s
drwxr-xr-x 10 root root 4096 Jun 18 22:55 linux[dM&
-rw-r--r--1 root root 1474560 Jun 18 20:21 rootimage-0.11-for-orig8EIChk
-rwxr-xr-x1 root root 35 Jun 18 16:54 run{gj
[root@plinux linux--gdb-rh9]#t|f
这里的bochs配置文件与其他Linux 0.11配置文件的主要区别是在文件头部添加有以下一行内容，表示当bochs使用这个配置文件运行时将在本地网络端口1234上侦听gdb调试器的命令：NhL
gdbstub: enabled=1, port=1234, text_base=0, data_base=0, bss_base=0J,i/6
运行这个实验的基本步骤如下：@EkQ
(1).启动X window系统后打开两个终端窗口；(mPN
(2).在一个窗口中，把工作目录切换进linux-gdb-rh9/目录中，并运行程序“./run”，此时该窗口中会显示一条等待gdb来连接的信息：“Wait for gdb connection on localhost:1234”，并且系统会创建一个Bochs主窗口（此时无内容）；1P=VI<
(3).在另一个窗口中，我们把工作目录切换到内核源代码目录中linux-gdb-rh9/linux/，并运行命令：“gdb tools/system”；iDqm8
(4).在运行gdb的窗口中键入命令“break main”和“target remote localhost:1234”，此时gdb会显示已经连接到Bochs的信息；p
(5).在gdb环境中再执行命令“cont”，稍过一会gdb会显示程序停止在init/main.c的main()函数处。v3L2
下面是运行gdb和在其中执行的一些命令示例。[2jS
[root@plinux linux]# gdb tools/systemhI/
GNU gdb Red Hat Linux (5.3post-0.20021129.18rh)!mC}
Copyright 2003 Free Software Foundation, Inc.|3
GDB is free software, covered by the GNU General Public License, and you areC$NY4
welcome to change it and/or distribute copies of it under certain conditions.boNdAL
Type "show copying" to see the conditions.3[nfHW
There is absolutely no warranty for GDB. Type "show warranty" for details.'1-V
This GDB was configured as "i386-redhat-linux-gnu"...Oq&*[
(gdb) break main }<
Breakpoint 1 at 0x6621: file init/main.c, line 110.+%!.]{
(gdb) target remote localhost:12342 .yc
Remote debugging using localhost:1234X6X&7
0x0000fff0 in sys_mkdir (pathname=0x0, mode=0) at namei.c:481(
481 namei.c: No such file or directory.5QU
in namei.c&%P'
(gdb) contPv'/S$
Continuing.P:O_{
Breakpoint 1, main () at init/main.c:110*
110 ROOT_DEV = ORIG_ROOT_DEVT7PkpD
(gdb) list 5XT
105 { /* The startup routine assumes (well, ...) this */2L$
106 /*_c
107 * Interrupts are still disabled. Do necessary setups, then)Z0k
108 * enable themjZ@+wn
109 */u
110 ROOT_DEV = ORIG_ROOT_DEVd&!*`
111 drive_info = DRIVE_INFO#yRW,
112 memory_end = (1<<20) + (EXT_MEM_K<<10)9Uaw
113 memory_end &= 0xfffff000`v8fAR
114 if (memory_end >16*1024*1024)lA#
(gdb) next DH.zM
111 drive_info = DRIVE_INFOX
(gdb) next ?+S:q
112 memory_end = (1<<20) + (EXT_MEM_K<<10)iXdDt
(gdb) print /x ROOT_DEV <W<
$3 = 0x21d }{%Q
(gdb) quit |
The program is running. Exit anyway? (y or n) yt
[root@plinux linux]#lixBs
=====================================================
14.1 利用bochs调试内核%UU
Bochs具有非常强大的 *** 作系统内核调试功能。这也是本文选择Bochs作为首选实验环境的主要原因之一。有关Bochs调试功能的说明参见前面14.2节，这里基于Linux 0.11内核来说明Windows环境下Bochs系统调试 *** 作的基本方法。m[2
14.1.1 运行Bochs调试程序.g8O
我们假设Bochs系统已被安装在目录“C:/Program Files/Bochs-2.1.1/”中，并且Linux 0.11系统的Bochs配置文件名称是bochsrc-hd.bxrc。现在在包含内核Image文件的目录下建立一个简单的批处理文件run.bat，其内容如下：R
"C:/Program Files/Bochs-2.1.1/bochsdbg" -q -f bochsrc-hd.bxrcjFypV+
其中bochsdbg是Bochs系统的调试执行程序。运行该批处理命令即可进入调试环境。此时Bochs的主显示窗口空白，而控制窗口将显示以下类似内容：D8v~
C:/Documents and Settings/john1/桌面/Linux-0.11>"C:/Program Files/Bochs-2.1.1/boRW6RNY
chsdbg" -q -f bochsrc-hd.bxrc2
========================================================================`)2?os
Bochs x86 Emulator 2.1.13$O@R
February 08, 2004x2
========================================================================/26c3(
00000000000i[ ] reading configuration from bochsrc-hd.bxrcq4
00000000000i[ ] installing win32 module as the Bochs GUI4UW
00000000000i[ ] Warning: no rc file specified.1dsv
00000000000i[ ] using log file bochsout.txtmM
Next at t=0*
(0) context not implemented because BX_HAVE_HASH_MAP=0c
[0x000ffff0] f000:fff0 (unk. ctxt): jmp f000:e05b ea5be000f0g$
<bochs:1>i/
此时Bochs调试系统已经准备好开始运行，CPU执行指针已指向ROM BIOS中地址0x000fffff0处的指令处。其中'<bochs:1>'是命令输入提示符，其中的数字表示当前的命令序列号。在命令提示符'<bochs:1>'后面键入'help'命令，可以列出调试系统的基本命令。若要了解某个命令的具体使用方法，可以键入'help'命令并且后面跟随一个用单引号括住的具体命令，例如：“help 'vbreak'”，如下面所示。V7
<bochs:1>help@n{L(
help - show list of debugger commands5&6^
help 'command'- show short command description~B
-*- Debugger control -*-e!/l
help, q|quit|exit, set, instrument, show, trace-on, trace-off,u7J
record, playback, load-symbols, slistr2:
-*- Execution control -*-pOHjE
c|cont, s|step|stepi, p|n|next, modebpj
-*- Breakpoint management -*-|EQ
v|vbreak, lb|lbreak, pb|pbreak|b|break, sb, sba, blist,dL/rBI
bpe, bpd, d|del|deleteyR%|
-*- CPU and memory contents -*-xsMy
x, xp, u|disas|disassemble, r|reg|registers, setpmem, crc, info, dump_cpu,@|'p
set_cpu, ptime, print-stack, watch, unwatch, ?|calc7
<bochs:2>help 'vbreak'_t*<#o
help vbreak/?
vbreak seg:off - set a virtual address instruction breakpoint0
<bochs:3>flx+
为了让Bochs直接模拟执行到Linux的引导启动程序开始处，我们可以先使用断点命令在0x7c00处设置一个断点，然后让系统连续运行到0x7c00处停下来。执行的命令序列如下：.Xfk
<bochs:3>vbreak 0x0000:0x7c00hDzuWy
<bochs:4>cfMH/'X
(0) Breakpoint 1, 0x7c00 (0x0:0x7c00))W&
Next at t=4409138<-0m5
(0) [0x00007c00] 0000:7c00 (unk. ctxt): mov ax, 0x7c0 b8c007b 03*
<bochs:5>3R28Q
此时，CPU执行到boot.s程序开始处的第1条指令处，Bochs主窗口将显示出“Boot From floppy...”等一些信息。现在，我们可以利用单步执行命令's'或'n'（不跟踪进入子程序）来跟踪调试程序了。在调试时可以使用Bochs的断点设置命令、反汇编命令、信息显示命令等来辅助我们的调试 *** 作。下面是一些常用命令的示例：J'P
<bochs:8>u /10# 反汇编从当前地址开始的10条指令。,S/2
00007c00: (): mov ax, 0x7c0 b8c007Wvl
00007c03: (): mov ds, ax8ed8)1f*
00007c05: (): mov ax, 0x9000b80090WmD1
00007c08: (): mov es, ax8ec0(`|
00007c0a: (): mov cx, 0x100 b90001iW1|1
00007c0d: (): sub si, si29f6ze_QZY
00007c0f: (): sub di, di29ffZStl
00007c11: (): rep movs word ptr [di], word ptr [si] f3a5=yF
00007c13: (): jmp 9000:0018 ea18000090!s?PR9
00007c18: (): mov ax, cs8cc8(
<bochs:9>info r # 查看当前CPU寄存器的内容aM>/D
eax0xaa55 436057a@`_
ecx0x110001 1114113/$3$K"
edx0x0 00j3G?
ebx0x0 0gE
esp0xfffe 0xfffee7{
ebp0x0 0x0]*lX
esi0x0 0m
edi0xffe4 65508TD}Zo
eip0x7c00 0x7c00e
eflags 0x282642Wlg
cs 0x0 0b s=]
ss 0x0 0=Z'
ds 0x0 02R%
es 0x0 0!
fs 0x0 0BX/
gs 0x0 0D*)}n{
前几天一个小伙伴发邮件问我，他在docker内部使用gdb调试时刻遇到了gdb如下报错信息
ptrace:Operation not permitted
当时我的答复是在docker create或者docker run时刻开启 万精油--privileged参数 。小伙伴的问题就此解决了。
但是事实并非如此简单
Docker借用了linux对进程设置capabilities，而其子进程继承父进程capabilites特性来完成对容器capacities的控制。Docker create和docker run参数中有下面两个参数可以对容器默认的capabilites进行修改：
--cap-add //添加某个capabilites属性 --cap-del //剔除某个默认的capabilites属性
cap-add和cap-del可以设置的参数可以通过下面链接查询到：
https://docs.docker.com/engine/reference/commandline/run/
但是这并不是问题的全部，对于上述测试程序，如果执行下面命令gdb又有告警出来
虽然依然可以调试，但是我们还是需要搞清楚上述告警的意思。地址随机化是linux一项安全特性，它允许内核进程启动每次加载库的时候都在随机化的分布在进程虚拟内存地址空间上(早期固定的库要加载到固定地方，如果固定地方被占用才加载到别地方。会造成多次加载程序，其库地址都不变。如此有安全隐患)。在gdb调试中gdb默认需要关闭linux的地址随机化功能，可以通过gdb 命令set disable-randomization off关闭。 如果在地址随机化下调试同一段程序，多次run时候可以看到它的运行地址和函数地址不一致，这没有什么太大的问题。问题可以结束一半了
关于gdb 设置地址随机化开关详情见下面链接：
http://visualgdb.com/gdbreference/commands/set_disable-randomization
当然上述告警其实也可以不通过gdb设置来完成，可以通过下面介绍的Docker参数可以达成。
Docker默认情况下为每个容器都设置了一个默认的seccom profile。一般情况下无需修改。但是docker依然支持
docker create或者docker run时候通过--security-opt seccomp=xxx参数来设置docker容器的seccomp策略。
xxx可以是一个json格式文件，里面定义了docker容器每个具体的seccomp规则。也可以是字符unconfined表示关闭默认的docker seccomp 规则。
可以通过下面命令彻底关闭docker默认seccomp引入的任何限制
docker run -it --security-opt seccomp=unconfined centos:lastes
在运行上述gdb 调试命令run一个进程，告警信息终于彻底消失了。
Docker设置的seccomp 默认profile规则可以通过如下链接查询到：
https://docs.docker.com/engine/security/seccomp/
本文就不再做详细展开了。
从Linux 2.6.23开始支持这种特性对进程能够使用的系统调用进行控制，如此可以进行一些安全性策略。sandbox就是依赖于此技术。docker梳理了Linux的系统调用，从300+个系统调用中屏蔽掉了44个系统调用，但是又最大程度的不影响正常的应用使用系统。
从Linux 2.1开始支持的特性，将超级用户的权限划分为多个组，每个进程都有一个capabilities属性，子进程从自己的父进程中基础capacities。这个特性和sudo不一样，因为sudo控制粒度太粗；而capabilities控制粒度很精细。linux有一系列的调用可以设置、查看，清除和比较进程的capabilities。可以通过：
man cap_set_flag
来查看这一系列的系统调用。而具体进程的capacities可以通过/proc/$pid/status中：
Capxxx字段看到，本文就不再展开。感兴趣的朋友可以参考
https://www.cnblogs.com/iamfy/archive/2012/09/20/2694977.html
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