【源码】基于C语言和操作系统开发的学习项目

项目简介

本项目是一个基于C语言和操作系统的学习项目，借助一系列工具和代码解析、转换和操作COFF、ELF、OMF和Mach-O等不同格式的对象文件，让学习者通过实践深入理解C语言和操作系统的核心概念、操作系统工作原理以及二进制文件结构。

项目的主要特性和功能

1. 对象文件格式转换：支持COFF、ELF、OMF和Mach-O格式对象文件相互转换，提供命令行工具objconv执行转换操作。
2. 反汇编功能：能将机器代码反汇编为可读汇编指令，提供详细调试信息和符号表解析功能。
3. 开发环境配置：支持在macOS和Linux系统上开发和构建，使用Docker进行构建环境隔离和管理。
4. 调试工具：提供GDB和GDB GUI工具，支持在QEMU模拟器中调试，有丰富GDB命令和调试技巧。
5. 学习资源：提供丰富学习资源链接，助于学习者深入理解操作系统和C语言知识。

安装使用步骤

1. 开发环境配置

macOS 环境

1. 安装Docker（可选），用于执行编译构建工具。
2. 安装Qemu：brew install qemu。
3. 初始化构建环境：make init。
4. 安装NASM和GCC编译器：brew install nasm x86_64-elf-gcc。
5. 安装xorriso（可选，grub-mkrescue依赖）：brew install xorriso。
6. 构建grub-mkrescue（可选）：./install-grub.sh。
7. 安装GDB GUI工具（可选）：brew install gdbgui。

Linux 环境（以Debian/Ubuntu为例）

bash apt install -y gcc nasm grub2 xorriso apt install -y qemu-system-x86

2. 开发过程

1. 构建内核：make kernel。
2. 在QEMU模拟器中启动内核：make run-kernel。

3. 调试

1. 在QEMU模拟器中启动内核并开启GDB调试：make run-kernel DEBUG=1。
2. 使用GDB或GDB GUI连接GDB调试，自动在入口k_main处设置断点。
3. GDB常用命令：
4. l：查看当前源码。
5. 设置断点：
   • b 6：在当前源码文件的第6行设置断点。
   • b main.c:6：在源码文件main.c的第6行设置断点。
   • b main.c:welcome：在源码文件main.c的welcome函数设置断点。
   • tb 6：在当前源码文件的第6行设置临时断点，执行后会自动删除。
6. 流程控制：
   • c：继续执行。
   • n：单步执行。
   • s：单步执行（进入子函数）。
   • info b：查看断点列表。
   • d 1：删除第1个监视的表达式或断点。
   • disable 1：禁用第1个监视的表达式或断点。
   • enable 1：启用第1个监视的表达式或断点。
   • u 6：执行到第6行处断点。
   • finish：一直运行到当前函数返回。
   • q：退出调试。
7. 数据观察：
   • p x：显示表达式x的内容。
   • whatis x：查看表达式x的数据类型。
   • watch x：监视表达式x的变化，在执行时会打印该表达式的变化。
   • info watch：显示当前的监视列表。
8. frame 0：打印第0层的帧栈信息。
9. info reg：打印寄存器信息。
10. info stack：打印堆栈信息。

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