如何用GDB调试交叉编译的QEMU程序？
How to debug cross-compiled QEMU program with GDB?
我在使用 GDB 调试 QEMU 中的简单程序 运行ning 时遇到问题。 GDB 似乎无法找到我在程序中的位置（因为它始终显示 ?? 作为我的当前位置），并且它从未遇到我设置的任何断点。
在一个终端中，我 运行 QEMU:
$ cat add.c
int main() {
int x = 9;
int v = 1;
while (1) {
int q = x + v;
}
return 0;
}
$ riscv64-unknown-elf-gcc add.c -g
$ qemu-system-riscv64 -gdb tcp::1234 -drive file=a.out,format=raw
在另一个终端，我 运行 GDB:
$ riscv64-unknown-elf-gdb a.out
GNU gdb (GDB) 8.2.90.20190228-git
Copyright (C) 2019 Free Software Foundation, Inc.
License GPLv3+: GNU GPL version 3 or later <http://gnu.org/licenses/gpl.html>
This is free software: you are free to change and redistribute it.
There is NO WARRANTY, to the extent permitted by law.
Type "show copying" and "show warranty" for details.
This GDB was configured as "--host=x86_64-apple-darwin17.7.0 --target=riscv64-unknown-elf".
Type "show configuration" for configuration details.
For bug reporting instructions, please see:
<http://www.gnu.org/software/gdb/bugs/>.
Find the GDB manual and other documentation resources online at:
<http://www.gnu.org/software/gdb/documentation/>.
For help, type "help".
Type "apropos word" to search for commands related to "word"...
Reading symbols from a.out...
(gdb) target remote :1234
Remote debugging using :1234
0x0000000000000000 in ?? ()
(gdb) list
1 int main() {
2 int x = 9;
3 int v = 1;
4 while (1) {
5 int q = x + v;
6 }
7 return 0;
8 }
(gdb) b main
Breakpoint 1 at 0x1018e: file add.c, line 2.
(gdb) b 5
Breakpoint 2 at 0x1019a: file add.c, line 5.
(gdb) b _start
Breakpoint 3 at 0x10114
(gdb) b 4
Breakpoint 4 at 0x101a8: file add.c, line 4.
(gdb) c
Continuing.
我从未遇到断点，即使程序应该无限循环。它显示 0x0000000000000000 in ?? () 似乎很奇怪...但也许这没关系？
我在这里做错了什么？我如何逐步完成该程序？
我认为您缺少链接描述文件和一些启动代码 - 免责声明：我是 riscv 的新手。
您会在 Internet 上找到很多关于这两个主题的信息，但是您基本上需要指定您的程序在 RAM 中的位置，以建立堆栈并初始化帧指针：
如果您希望能够在程序中调用函数并声明自动 C 变量（如 a、b、c），则这是必需的。
我用了 Windows toolchain from Kendryte for the purpose of this example (the Linux version is available here), and a Windows version of qemu retrieved here.
1) 链接描述文件：该示例使用了 riscv64-unknown-elf-ld 使用的默认链接描述文件的稍微修改的示例：
riscv64-unknown-elf-ld --verbose > riscv64-virt.ld
编辑 riscv64-virt.ld，只保留由以下分隔的行：
==================================================
添加对qemu-system-riscv64虚拟机内存布局的描述：
OUTPUT_ARCH(riscv)
MEMORY
{
/* qemu-system-risc64 virt machine */
RAM (rwx) : ORIGIN = 0x80000000, LENGTH = 128M
}
ENTRY(_start)
使用ORIGIN(RAM)和LENGTH(RAM)代替硬编码值，并提供__stack_top符号：
PROVIDE (__executable_start = SEGMENT_START("text-segment", ORIGIN(RAM))); . = SEGMENT_START("text-segment", ORIGIN(RAM)) + SIZEOF_HEADERS;
PROVIDE(__stack_top = ORIGIN(RAM) + LENGTH(RAM));
顺便说一句，学习qemu系统目标机的内存布局有多种方法，但我通常看它的Device Tree文件：
qemu-system-riscv64 -machine virt -machine dumpdtb=riscv64-virt.dtb
dtc -I dtb -O dts -o riscv-virt.dts riscv-virt.dtb
描述内存的部分告诉我们它从 0x80000000 开始：
memory@80000000 {
device_type = "memory";
reg = <0x0 0x80000000 0x0 0x8000000>;
};
riscv64-virt.ld:
/* Script for -z combreloc: combine and sort reloc sections */
/* Copyright (C) 2014-2018 Free Software Foundation, Inc.
Copying and distribution of this script, with or without modification,
are permitted in any medium without royalty provided the copyright
notice and this notice are preserved. */
OUTPUT_FORMAT("elf64-littleriscv", "elf64-littleriscv",
"elf64-littleriscv")
OUTPUT_ARCH(riscv)
MEMORY
{
/* qemu-system-risc64 virt machine */
RAM (rwx) : ORIGIN = 0x80000000, LENGTH = 128M
}
ENTRY(_start)
SECTIONS
{
/* Read-only sections, merged into text segment: */
PROVIDE (__executable_start = SEGMENT_START("text-segment", ORIGIN(RAM))); . = SEGMENT_START("text-segment", ORIGIN(RAM)) + SIZEOF_HEADERS;
PROVIDE(__stack_top = ORIGIN(RAM) + LENGTH(RAM));
.interp : { *(.interp) }
.note.gnu.build-id : { *(.note.gnu.build-id) }
.hash : { *(.hash) }
.gnu.hash : { *(.gnu.hash) }
.dynsym : { *(.dynsym) }
.dynstr : { *(.dynstr) }
.gnu.version : { *(.gnu.version) }
.gnu.version_d : { *(.gnu.version_d) }
.gnu.version_r : { *(.gnu.version_r) }
.rela.dyn :
{
*(.rela.init)
*(.rela.text .rela.text.* .rela.gnu.linkonce.t.*)
*(.rela.fini)
*(.rela.rodata .rela.rodata.* .rela.gnu.linkonce.r.*)
*(.rela.data .rela.data.* .rela.gnu.linkonce.d.*)
*(.rela.tdata .rela.tdata.* .rela.gnu.linkonce.td.*)
*(.rela.tbss .rela.tbss.* .rela.gnu.linkonce.tb.*)
*(.rela.ctors)
*(.rela.dtors)
*(.rela.got)
*(.rela.sdata .rela.sdata.* .rela.gnu.linkonce.s.*)
*(.rela.sbss .rela.sbss.* .rela.gnu.linkonce.sb.*)
*(.rela.sdata2 .rela.sdata2.* .rela.gnu.linkonce.s2.*)
*(.rela.sbss2 .rela.sbss2.* .rela.gnu.linkonce.sb2.*)
*(.rela.bss .rela.bss.* .rela.gnu.linkonce.b.*)
PROVIDE_HIDDEN (__rela_iplt_start = .);
*(.rela.iplt)
PROVIDE_HIDDEN (__rela_iplt_end = .);
}
.rela.plt :
{
*(.rela.plt)
}
.init :
{
KEEP (*(SORT_NONE(.init)))
}
.plt : { *(.plt) }
.iplt : { *(.iplt) }
.text :
{
*(.text.unlikely .text.*_unlikely .text.unlikely.*)
*(.text.exit .text.exit.*)
*(.text.startup .text.startup.*)
*(.text.hot .text.hot.*)
*(.text .stub .text.* .gnu.linkonce.t.*)
/* .gnu.warning sections are handled specially by elf32.em. */
*(.gnu.warning)
}
.fini :
{
KEEP (*(SORT_NONE(.fini)))
}
PROVIDE (__etext = .);
PROVIDE (_etext = .);
PROVIDE (etext = .);
.rodata : { *(.rodata .rodata.* .gnu.linkonce.r.*) }
.rodata1 : { *(.rodata1) }
.sdata2 :
{
*(.sdata2 .sdata2.* .gnu.linkonce.s2.*)
}
.sbss2 : { *(.sbss2 .sbss2.* .gnu.linkonce.sb2.*) }
.eh_frame_hdr : { *(.eh_frame_hdr) *(.eh_frame_entry .eh_frame_entry.*) }
.eh_frame : ONLY_IF_RO { KEEP (*(.eh_frame)) *(.eh_frame.*) }
.gcc_except_table : ONLY_IF_RO { *(.gcc_except_table
.gcc_except_table.*) }
.gnu_extab : ONLY_IF_RO { *(.gnu_extab*) }
/* These sections are generated by the Sun/Oracle C++ compiler. */
.exception_ranges : ONLY_IF_RO { *(.exception_ranges
.exception_ranges*) }
/* Adjust the address for the data segment. We want to adjust up to
the same address within the page on the next page up. */
. = DATA_SEGMENT_ALIGN (CONSTANT (MAXPAGESIZE), CONSTANT (COMMONPAGESIZE));
/* Exception handling */
.eh_frame : ONLY_IF_RW { KEEP (*(.eh_frame)) *(.eh_frame.*) }
.gnu_extab : ONLY_IF_RW { *(.gnu_extab) }
.gcc_except_table : ONLY_IF_RW { *(.gcc_except_table .gcc_except_table.*) }
.exception_ranges : ONLY_IF_RW { *(.exception_ranges .exception_ranges*) }
/* Thread Local Storage sections */
.tdata :
{
PROVIDE_HIDDEN (__tdata_start = .);
*(.tdata .tdata.* .gnu.linkonce.td.*)
}
.tbss : { *(.tbss .tbss.* .gnu.linkonce.tb.*) *(.tcommon) }
.preinit_array :
{
PROVIDE_HIDDEN (__preinit_array_start = .);
KEEP (*(.preinit_array))
PROVIDE_HIDDEN (__preinit_array_end = .);
}
.init_array :
{
PROVIDE_HIDDEN (__init_array_start = .);
KEEP (*(SORT_BY_INIT_PRIORITY(.init_array.*) SORT_BY_INIT_PRIORITY(.ctors.*)))
KEEP (*(.init_array EXCLUDE_FILE (*crtbegin.o *crtbegin?.o *crtend.o *crtend?.o ) .ctors))
PROVIDE_HIDDEN (__init_array_end = .);
}
.fini_array :
{
PROVIDE_HIDDEN (__fini_array_start = .);
KEEP (*(SORT_BY_INIT_PRIORITY(.fini_array.*) SORT_BY_INIT_PRIORITY(.dtors.*)))
KEEP (*(.fini_array EXCLUDE_FILE (*crtbegin.o *crtbegin?.o *crtend.o *crtend?.o ) .dtors))
PROVIDE_HIDDEN (__fini_array_end = .);
}
.ctors :
{
/* gcc uses crtbegin.o to find the start of
the constructors, so we make sure it is
first. Because this is a wildcard, it
doesn't matter if the user does not
actually link against crtbegin.o; the
linker won't look for a file to match a
wildcard. The wildcard also means that it
doesn't matter which directory crtbegin.o
is in. */
KEEP (*crtbegin.o(.ctors))
KEEP (*crtbegin?.o(.ctors))
/* We don't want to include the .ctor section from
the crtend.o file until after the sorted ctors.
The .ctor section from the crtend file contains the
end of ctors marker and it must be last */
KEEP (*(EXCLUDE_FILE (*crtend.o *crtend?.o ) .ctors))
KEEP (*(SORT(.ctors.*)))
KEEP (*(.ctors))
}
.dtors :
{
KEEP (*crtbegin.o(.dtors))
KEEP (*crtbegin?.o(.dtors))
KEEP (*(EXCLUDE_FILE (*crtend.o *crtend?.o ) .dtors))
KEEP (*(SORT(.dtors.*)))
KEEP (*(.dtors))
}
.jcr : { KEEP (*(.jcr)) }
.data.rel.ro : { *(.data.rel.ro.local* .gnu.linkonce.d.rel.ro.local.*) *(.data.rel.ro .data.rel.ro.* .gnu.linkonce.d.rel.ro.*) }
.dynamic : { *(.dynamic) }
. = DATA_SEGMENT_RELRO_END (0, .);
.data :
{
*(.data .data.* .gnu.linkonce.d.*)
SORT(CONSTRUCTORS)
}
.data1 : { *(.data1) }
.got : { *(.got.plt) *(.igot.plt) *(.got) *(.igot) }
/* We want the small data sections together, so single-instruction offsets
can access them all, and initialized data all before uninitialized, so
we can shorten the on-disk segment size. */
.sdata :
{
__global_pointer$ = . + 0x800;
*(.srodata.cst16) *(.srodata.cst8) *(.srodata.cst4) *(.srodata.cst2) *(.srodata .srodata.*)
*(.sdata .sdata.* .gnu.linkonce.s.*)
}
_edata = .; PROVIDE (edata = .);
. = .;
__bss_start = .;
.sbss :
{
*(.dynsbss)
*(.sbss .sbss.* .gnu.linkonce.sb.*)
*(.scommon)
}
.bss :
{
*(.dynbss)
*(.bss .bss.* .gnu.linkonce.b.*)
*(COMMON)
/* Align here to ensure that the .bss section occupies space up to
_end. Align after .bss to ensure correct alignment even if the
.bss section disappears because there are no input sections.
FIXME: Why do we need it? When there is no .bss section, we don't
pad the .data section. */
. = ALIGN(. != 0 ? 64 / 8 : 1);
}
. = ALIGN(64 / 8);
. = SEGMENT_START("ldata-segment", .);
. = ALIGN(64 / 8);
_end = .; PROVIDE (end = .);
. = DATA_SEGMENT_END (.);
/* Stabs debugging sections. */
.stab 0 : { *(.stab) }
.stabstr 0 : { *(.stabstr) }
.stab.excl 0 : { *(.stab.excl) }
.stab.exclstr 0 : { *(.stab.exclstr) }
.stab.index 0 : { *(.stab.index) }
.stab.indexstr 0 : { *(.stab.indexstr) }
.comment 0 : { *(.comment) }
/* DWARF debug sections.
Symbols in the DWARF debugging sections are relative to the beginning
of the section so we begin them at 0. */
/* DWARF 1 */
.debug 0 : { *(.debug) }
.line 0 : { *(.line) }
/* GNU DWARF 1 extensions */
.debug_srcinfo 0 : { *(.debug_srcinfo) }
.debug_sfnames 0 : { *(.debug_sfnames) }
/* DWARF 1.1 and DWARF 2 */
.debug_aranges 0 : { *(.debug_aranges) }
.debug_pubnames 0 : { *(.debug_pubnames) }
/* DWARF 2 */
.debug_info 0 : { *(.debug_info .gnu.linkonce.wi.*) }
.debug_abbrev 0 : { *(.debug_abbrev) }
.debug_line 0 : { *(.debug_line .debug_line.* .debug_line_end ) }
.debug_frame 0 : { *(.debug_frame) }
.debug_str 0 : { *(.debug_str) }
.debug_loc 0 : { *(.debug_loc) }
.debug_macinfo 0 : { *(.debug_macinfo) }
/* SGI/MIPS DWARF 2 extensions */
.debug_weaknames 0 : { *(.debug_weaknames) }
.debug_funcnames 0 : { *(.debug_funcnames) }
.debug_typenames 0 : { *(.debug_typenames) }
.debug_varnames 0 : { *(.debug_varnames) }
/* DWARF 3 */
.debug_pubtypes 0 : { *(.debug_pubtypes) }
.debug_ranges 0 : { *(.debug_ranges) }
/* DWARF Extension. */
.debug_macro 0 : { *(.debug_macro) }
.debug_addr 0 : { *(.debug_addr) }
.gnu.attributes 0 : { KEEP (*(.gnu.attributes)) }
/DISCARD/ : { *(.note.GNU-stack) *(.gnu_debuglink) *(.gnu.lto_*) }
}
2) startup.s：（学分：here and here）。
.section .init, "ax"
.global _start
_start:
.cfi_startproc
.cfi_undefined ra
.option push
.option norelax
la gp, __global_pointer$
.option pop
la sp, __stack_top
add s0, sp, zero
jal zero, main
.cfi_endproc
.end
add.c：（您的代码）
int main() {
int a = 4;
int b = 12;
while (1) {
int c = a + b;
}
return 0;
}
3) compiling/linking，并创建一个列表：
riscv64-unknown-elf-gcc -g -ffreestanding -O0 -Wl,--gc-sections -nostartfiles -nostdlib -nodefaultlibs -Wl,-T,riscv64-virt.ld -o add.elf startup.s add.c
riscv64-unknown-elf-objdump -D add.elf > add.objdump
4) 在控制台中启动 qemu:
qemu-system-riscv64 -machine virt -m 128M -gdb tcp::1234,ipv4 -kernel add.elf
我不确定您使用的 qemu 选项：-drive file=a.out,format=raw
是正确的，我认为它们不是，但我没有花时间检查，并使用了我通常使用的选项：-kernel add.elf
4) 在另一个控制台中启动 gdb（我在这里使用的是一个 GDB，为了我自己的方便，我使用 TUI 支持 mingw64 编译）。
riscv64-elf-gdb --tui add.elf
(gdb) target remote localhost:1234
Remote debugging using localhost:1234
main () at add.c:5
(gdb) p a
= 4
(gdb) p b
= 12
(gdb) p c
= 16
(gdb)
这可能有点长，但希望对您有所帮助。
请注意，启动代码对您的代码来说已经足够好了，但是缺少一些重要的初始化，例如将数据部分从闪存复制到 RAM（此处不相关），以及清除 .bss 部分。
使用由 glibc 构建的 riscv-gnu-toolchain 是一种更简单的调试 riscv 程序的方法，除非您正在调试某些必须使用 riscv64-unknown-elf-gcc 而不是 [=15] 的系统级程序=].对于像你的add.c这样简单的程序，使用user-spaceqemu-riscv和glibcriscv-gnu-toolchain可以省去很多麻烦。 （可以按照底部列出的命令安装这些工具）
在我写这个答案的时候，有两个不同版本的 riscv 工具链：一个用 newlib 构建，提供 riscv64-unknown-elf-*，另一个用 glibc 构建，提供 riscv64-unknown-linux-gnu-*。 qemu 也有两个版本：qemu-system-riscv64 用于调试内核或裸机程序，qemu-riscv64 用于调试用 libc 编译的用户-space 程序。
对于像add.c这样的简单程序，可以使用第二种工具链进行调试：
编译：riscv64-unknown-linux-gnu-gcc add.c -o add -g
运行: qemu-riscv64 -L /opt/riscv/sysroot/ -g 1234 add -S
然后启动 GDB：riscv64-unknown-linux-gnu-gdb add
GDB 内部：
target remote:1234b mainc
并且程序应该在正门中断。
（另一种选择是静态 link 程序：riscv64-unknown-linux-gnu-gcc add.c -o add -g -static 然后 qemu-riscv64 -g 1234 add -S 应该也能工作）
我没有找到很多文档提到 user-space riscv qemu。我找到的所有文章都在谈论如何使用 qemu 调试 OS 带有 RISC-V ISA 的内核。为了方便其他像我这样的riscv新手，我将在下面展示如何构建上述工具。
wget https://download.qemu.org/qemu-5.0.0.tar.xz
tar xvJf qemu-5.0.0.tar.xz
cd qemu-5.0.0 # higher versions might have problems
./configure --target-list=riscv64-linux-user,riscv64-softmmu
make -j$(nproc)
sudo make install
，其中 riscv64-softmmu 给你 qemu-system-riscv64，riscv64-linux-user 给你 qemu-riscv64。
- riscv-gnu-工具链（https://github.com/riscv/riscv-gnu-toolchain.git）
git clone https://github.com/riscv/riscv-gnu-toolchain.git
sudo apt-get install autoconf automake autotools-dev curl python3 libmpc-dev libmpfr-dev libgmp-dev gawk build-essential bison flex texinfo gperf libtool patchutils bc zlib1g-dev libexpat-dev libncurses5-dev
./configure --prefix=/opt/riscv --enable-multilib
sudo make linux # this provides you the glibc set of tools (the ones we need here)
sudo make # this provides you the newlib set of tools
我在使用 GDB 调试 QEMU 中的简单程序 运行ning 时遇到问题。 GDB 似乎无法找到我在程序中的位置（因为它始终显示 ?? 作为我的当前位置），并且它从未遇到我设置的任何断点。
在一个终端中，我 运行 QEMU:
$ cat add.c
int main() {
int x = 9;
int v = 1;
while (1) {
int q = x + v;
}
return 0;
}
$ riscv64-unknown-elf-gcc add.c -g
$ qemu-system-riscv64 -gdb tcp::1234 -drive file=a.out,format=raw
在另一个终端，我 运行 GDB:
$ riscv64-unknown-elf-gdb a.out
GNU gdb (GDB) 8.2.90.20190228-git
Copyright (C) 2019 Free Software Foundation, Inc.
License GPLv3+: GNU GPL version 3 or later <http://gnu.org/licenses/gpl.html>
This is free software: you are free to change and redistribute it.
There is NO WARRANTY, to the extent permitted by law.
Type "show copying" and "show warranty" for details.
This GDB was configured as "--host=x86_64-apple-darwin17.7.0 --target=riscv64-unknown-elf".
Type "show configuration" for configuration details.
For bug reporting instructions, please see:
<http://www.gnu.org/software/gdb/bugs/>.
Find the GDB manual and other documentation resources online at:
<http://www.gnu.org/software/gdb/documentation/>.
For help, type "help".
Type "apropos word" to search for commands related to "word"...
Reading symbols from a.out...
(gdb) target remote :1234
Remote debugging using :1234
0x0000000000000000 in ?? ()
(gdb) list
1 int main() {
2 int x = 9;
3 int v = 1;
4 while (1) {
5 int q = x + v;
6 }
7 return 0;
8 }
(gdb) b main
Breakpoint 1 at 0x1018e: file add.c, line 2.
(gdb) b 5
Breakpoint 2 at 0x1019a: file add.c, line 5.
(gdb) b _start
Breakpoint 3 at 0x10114
(gdb) b 4
Breakpoint 4 at 0x101a8: file add.c, line 4.
(gdb) c
Continuing.
我从未遇到断点，即使程序应该无限循环。它显示 0x0000000000000000 in ?? () 似乎很奇怪...但也许这没关系？
我在这里做错了什么？我如何逐步完成该程序？
我认为您缺少链接描述文件和一些启动代码 - 免责声明：我是 riscv 的新手。
您会在 Internet 上找到很多关于这两个主题的信息，但是您基本上需要指定您的程序在 RAM 中的位置，以建立堆栈并初始化帧指针：
如果您希望能够在程序中调用函数并声明自动 C 变量（如 a、b、c），则这是必需的。
我用了 Windows toolchain from Kendryte for the purpose of this example (the Linux version is available here), and a Windows version of qemu retrieved here.
1) 链接描述文件：该示例使用了 riscv64-unknown-elf-ld 使用的默认链接描述文件的稍微修改的示例：
riscv64-unknown-elf-ld --verbose > riscv64-virt.ld
编辑 riscv64-virt.ld，只保留由以下分隔的行：
==================================================
添加对qemu-system-riscv64虚拟机内存布局的描述：
OUTPUT_ARCH(riscv)
MEMORY
{
/* qemu-system-risc64 virt machine */
RAM (rwx) : ORIGIN = 0x80000000, LENGTH = 128M
}
ENTRY(_start)
使用ORIGIN(RAM)和LENGTH(RAM)代替硬编码值，并提供__stack_top符号：
PROVIDE (__executable_start = SEGMENT_START("text-segment", ORIGIN(RAM))); . = SEGMENT_START("text-segment", ORIGIN(RAM)) + SIZEOF_HEADERS;
PROVIDE(__stack_top = ORIGIN(RAM) + LENGTH(RAM));
顺便说一句，学习qemu系统目标机的内存布局有多种方法，但我通常看它的Device Tree文件：
qemu-system-riscv64 -machine virt -machine dumpdtb=riscv64-virt.dtb
dtc -I dtb -O dts -o riscv-virt.dts riscv-virt.dtb
描述内存的部分告诉我们它从 0x80000000 开始：
memory@80000000 {
device_type = "memory";
reg = <0x0 0x80000000 0x0 0x8000000>;
};
riscv64-virt.ld:
/* Script for -z combreloc: combine and sort reloc sections */
/* Copyright (C) 2014-2018 Free Software Foundation, Inc.
Copying and distribution of this script, with or without modification,
are permitted in any medium without royalty provided the copyright
notice and this notice are preserved. */
OUTPUT_FORMAT("elf64-littleriscv", "elf64-littleriscv",
"elf64-littleriscv")
OUTPUT_ARCH(riscv)
MEMORY
{
/* qemu-system-risc64 virt machine */
RAM (rwx) : ORIGIN = 0x80000000, LENGTH = 128M
}
ENTRY(_start)
SECTIONS
{
/* Read-only sections, merged into text segment: */
PROVIDE (__executable_start = SEGMENT_START("text-segment", ORIGIN(RAM))); . = SEGMENT_START("text-segment", ORIGIN(RAM)) + SIZEOF_HEADERS;
PROVIDE(__stack_top = ORIGIN(RAM) + LENGTH(RAM));
.interp : { *(.interp) }
.note.gnu.build-id : { *(.note.gnu.build-id) }
.hash : { *(.hash) }
.gnu.hash : { *(.gnu.hash) }
.dynsym : { *(.dynsym) }
.dynstr : { *(.dynstr) }
.gnu.version : { *(.gnu.version) }
.gnu.version_d : { *(.gnu.version_d) }
.gnu.version_r : { *(.gnu.version_r) }
.rela.dyn :
{
*(.rela.init)
*(.rela.text .rela.text.* .rela.gnu.linkonce.t.*)
*(.rela.fini)
*(.rela.rodata .rela.rodata.* .rela.gnu.linkonce.r.*)
*(.rela.data .rela.data.* .rela.gnu.linkonce.d.*)
*(.rela.tdata .rela.tdata.* .rela.gnu.linkonce.td.*)
*(.rela.tbss .rela.tbss.* .rela.gnu.linkonce.tb.*)
*(.rela.ctors)
*(.rela.dtors)
*(.rela.got)
*(.rela.sdata .rela.sdata.* .rela.gnu.linkonce.s.*)
*(.rela.sbss .rela.sbss.* .rela.gnu.linkonce.sb.*)
*(.rela.sdata2 .rela.sdata2.* .rela.gnu.linkonce.s2.*)
*(.rela.sbss2 .rela.sbss2.* .rela.gnu.linkonce.sb2.*)
*(.rela.bss .rela.bss.* .rela.gnu.linkonce.b.*)
PROVIDE_HIDDEN (__rela_iplt_start = .);
*(.rela.iplt)
PROVIDE_HIDDEN (__rela_iplt_end = .);
}
.rela.plt :
{
*(.rela.plt)
}
.init :
{
KEEP (*(SORT_NONE(.init)))
}
.plt : { *(.plt) }
.iplt : { *(.iplt) }
.text :
{
*(.text.unlikely .text.*_unlikely .text.unlikely.*)
*(.text.exit .text.exit.*)
*(.text.startup .text.startup.*)
*(.text.hot .text.hot.*)
*(.text .stub .text.* .gnu.linkonce.t.*)
/* .gnu.warning sections are handled specially by elf32.em. */
*(.gnu.warning)
}
.fini :
{
KEEP (*(SORT_NONE(.fini)))
}
PROVIDE (__etext = .);
PROVIDE (_etext = .);
PROVIDE (etext = .);
.rodata : { *(.rodata .rodata.* .gnu.linkonce.r.*) }
.rodata1 : { *(.rodata1) }
.sdata2 :
{
*(.sdata2 .sdata2.* .gnu.linkonce.s2.*)
}
.sbss2 : { *(.sbss2 .sbss2.* .gnu.linkonce.sb2.*) }
.eh_frame_hdr : { *(.eh_frame_hdr) *(.eh_frame_entry .eh_frame_entry.*) }
.eh_frame : ONLY_IF_RO { KEEP (*(.eh_frame)) *(.eh_frame.*) }
.gcc_except_table : ONLY_IF_RO { *(.gcc_except_table
.gcc_except_table.*) }
.gnu_extab : ONLY_IF_RO { *(.gnu_extab*) }
/* These sections are generated by the Sun/Oracle C++ compiler. */
.exception_ranges : ONLY_IF_RO { *(.exception_ranges
.exception_ranges*) }
/* Adjust the address for the data segment. We want to adjust up to
the same address within the page on the next page up. */
. = DATA_SEGMENT_ALIGN (CONSTANT (MAXPAGESIZE), CONSTANT (COMMONPAGESIZE));
/* Exception handling */
.eh_frame : ONLY_IF_RW { KEEP (*(.eh_frame)) *(.eh_frame.*) }
.gnu_extab : ONLY_IF_RW { *(.gnu_extab) }
.gcc_except_table : ONLY_IF_RW { *(.gcc_except_table .gcc_except_table.*) }
.exception_ranges : ONLY_IF_RW { *(.exception_ranges .exception_ranges*) }
/* Thread Local Storage sections */
.tdata :
{
PROVIDE_HIDDEN (__tdata_start = .);
*(.tdata .tdata.* .gnu.linkonce.td.*)
}
.tbss : { *(.tbss .tbss.* .gnu.linkonce.tb.*) *(.tcommon) }
.preinit_array :
{
PROVIDE_HIDDEN (__preinit_array_start = .);
KEEP (*(.preinit_array))
PROVIDE_HIDDEN (__preinit_array_end = .);
}
.init_array :
{
PROVIDE_HIDDEN (__init_array_start = .);
KEEP (*(SORT_BY_INIT_PRIORITY(.init_array.*) SORT_BY_INIT_PRIORITY(.ctors.*)))
KEEP (*(.init_array EXCLUDE_FILE (*crtbegin.o *crtbegin?.o *crtend.o *crtend?.o ) .ctors))
PROVIDE_HIDDEN (__init_array_end = .);
}
.fini_array :
{
PROVIDE_HIDDEN (__fini_array_start = .);
KEEP (*(SORT_BY_INIT_PRIORITY(.fini_array.*) SORT_BY_INIT_PRIORITY(.dtors.*)))
KEEP (*(.fini_array EXCLUDE_FILE (*crtbegin.o *crtbegin?.o *crtend.o *crtend?.o ) .dtors))
PROVIDE_HIDDEN (__fini_array_end = .);
}
.ctors :
{
/* gcc uses crtbegin.o to find the start of
the constructors, so we make sure it is
first. Because this is a wildcard, it
doesn't matter if the user does not
actually link against crtbegin.o; the
linker won't look for a file to match a
wildcard. The wildcard also means that it
doesn't matter which directory crtbegin.o
is in. */
KEEP (*crtbegin.o(.ctors))
KEEP (*crtbegin?.o(.ctors))
/* We don't want to include the .ctor section from
the crtend.o file until after the sorted ctors.
The .ctor section from the crtend file contains the
end of ctors marker and it must be last */
KEEP (*(EXCLUDE_FILE (*crtend.o *crtend?.o ) .ctors))
KEEP (*(SORT(.ctors.*)))
KEEP (*(.ctors))
}
.dtors :
{
KEEP (*crtbegin.o(.dtors))
KEEP (*crtbegin?.o(.dtors))
KEEP (*(EXCLUDE_FILE (*crtend.o *crtend?.o ) .dtors))
KEEP (*(SORT(.dtors.*)))
KEEP (*(.dtors))
}
.jcr : { KEEP (*(.jcr)) }
.data.rel.ro : { *(.data.rel.ro.local* .gnu.linkonce.d.rel.ro.local.*) *(.data.rel.ro .data.rel.ro.* .gnu.linkonce.d.rel.ro.*) }
.dynamic : { *(.dynamic) }
. = DATA_SEGMENT_RELRO_END (0, .);
.data :
{
*(.data .data.* .gnu.linkonce.d.*)
SORT(CONSTRUCTORS)
}
.data1 : { *(.data1) }
.got : { *(.got.plt) *(.igot.plt) *(.got) *(.igot) }
/* We want the small data sections together, so single-instruction offsets
can access them all, and initialized data all before uninitialized, so
we can shorten the on-disk segment size. */
.sdata :
{
__global_pointer$ = . + 0x800;
*(.srodata.cst16) *(.srodata.cst8) *(.srodata.cst4) *(.srodata.cst2) *(.srodata .srodata.*)
*(.sdata .sdata.* .gnu.linkonce.s.*)
}
_edata = .; PROVIDE (edata = .);
. = .;
__bss_start = .;
.sbss :
{
*(.dynsbss)
*(.sbss .sbss.* .gnu.linkonce.sb.*)
*(.scommon)
}
.bss :
{
*(.dynbss)
*(.bss .bss.* .gnu.linkonce.b.*)
*(COMMON)
/* Align here to ensure that the .bss section occupies space up to
_end. Align after .bss to ensure correct alignment even if the
.bss section disappears because there are no input sections.
FIXME: Why do we need it? When there is no .bss section, we don't
pad the .data section. */
. = ALIGN(. != 0 ? 64 / 8 : 1);
}
. = ALIGN(64 / 8);
. = SEGMENT_START("ldata-segment", .);
. = ALIGN(64 / 8);
_end = .; PROVIDE (end = .);
. = DATA_SEGMENT_END (.);
/* Stabs debugging sections. */
.stab 0 : { *(.stab) }
.stabstr 0 : { *(.stabstr) }
.stab.excl 0 : { *(.stab.excl) }
.stab.exclstr 0 : { *(.stab.exclstr) }
.stab.index 0 : { *(.stab.index) }
.stab.indexstr 0 : { *(.stab.indexstr) }
.comment 0 : { *(.comment) }
/* DWARF debug sections.
Symbols in the DWARF debugging sections are relative to the beginning
of the section so we begin them at 0. */
/* DWARF 1 */
.debug 0 : { *(.debug) }
.line 0 : { *(.line) }
/* GNU DWARF 1 extensions */
.debug_srcinfo 0 : { *(.debug_srcinfo) }
.debug_sfnames 0 : { *(.debug_sfnames) }
/* DWARF 1.1 and DWARF 2 */
.debug_aranges 0 : { *(.debug_aranges) }
.debug_pubnames 0 : { *(.debug_pubnames) }
/* DWARF 2 */
.debug_info 0 : { *(.debug_info .gnu.linkonce.wi.*) }
.debug_abbrev 0 : { *(.debug_abbrev) }
.debug_line 0 : { *(.debug_line .debug_line.* .debug_line_end ) }
.debug_frame 0 : { *(.debug_frame) }
.debug_str 0 : { *(.debug_str) }
.debug_loc 0 : { *(.debug_loc) }
.debug_macinfo 0 : { *(.debug_macinfo) }
/* SGI/MIPS DWARF 2 extensions */
.debug_weaknames 0 : { *(.debug_weaknames) }
.debug_funcnames 0 : { *(.debug_funcnames) }
.debug_typenames 0 : { *(.debug_typenames) }
.debug_varnames 0 : { *(.debug_varnames) }
/* DWARF 3 */
.debug_pubtypes 0 : { *(.debug_pubtypes) }
.debug_ranges 0 : { *(.debug_ranges) }
/* DWARF Extension. */
.debug_macro 0 : { *(.debug_macro) }
.debug_addr 0 : { *(.debug_addr) }
.gnu.attributes 0 : { KEEP (*(.gnu.attributes)) }
/DISCARD/ : { *(.note.GNU-stack) *(.gnu_debuglink) *(.gnu.lto_*) }
}
2) startup.s：（学分：here and here）。
.section .init, "ax"
.global _start
_start:
.cfi_startproc
.cfi_undefined ra
.option push
.option norelax
la gp, __global_pointer$
.option pop
la sp, __stack_top
add s0, sp, zero
jal zero, main
.cfi_endproc
.end
add.c：（您的代码）
int main() {
int a = 4;
int b = 12;
while (1) {
int c = a + b;
}
return 0;
}
3) compiling/linking，并创建一个列表：
riscv64-unknown-elf-gcc -g -ffreestanding -O0 -Wl,--gc-sections -nostartfiles -nostdlib -nodefaultlibs -Wl,-T,riscv64-virt.ld -o add.elf startup.s add.c
riscv64-unknown-elf-objdump -D add.elf > add.objdump
4) 在控制台中启动 qemu:
qemu-system-riscv64 -machine virt -m 128M -gdb tcp::1234,ipv4 -kernel add.elf
我不确定您使用的 qemu 选项：-drive file=a.out,format=raw
是正确的，我认为它们不是，但我没有花时间检查，并使用了我通常使用的选项：-kernel add.elf
4) 在另一个控制台中启动 gdb（我在这里使用的是一个 GDB，为了我自己的方便，我使用 TUI 支持 mingw64 编译）。
riscv64-elf-gdb --tui add.elf
(gdb) target remote localhost:1234
Remote debugging using localhost:1234
main () at add.c:5
(gdb) p a
= 4
(gdb) p b
= 12
(gdb) p c
= 16
(gdb)
这可能有点长，但希望对您有所帮助。 请注意，启动代码对您的代码来说已经足够好了，但是缺少一些重要的初始化，例如将数据部分从闪存复制到 RAM（此处不相关），以及清除 .bss 部分。
使用由 glibc 构建的 riscv-gnu-toolchain 是一种更简单的调试 riscv 程序的方法，除非您正在调试某些必须使用 riscv64-unknown-elf-gcc 而不是 [=15] 的系统级程序=].对于像你的add.c这样简单的程序，使用user-spaceqemu-riscv和glibcriscv-gnu-toolchain可以省去很多麻烦。 （可以按照底部列出的命令安装这些工具）
在我写这个答案的时候，有两个不同版本的 riscv 工具链：一个用 newlib 构建，提供 riscv64-unknown-elf-*，另一个用 glibc 构建，提供 riscv64-unknown-linux-gnu-*。 qemu 也有两个版本：qemu-system-riscv64 用于调试内核或裸机程序，qemu-riscv64 用于调试用 libc 编译的用户-space 程序。
对于像add.c这样的简单程序，可以使用第二种工具链进行调试：
编译：
riscv64-unknown-linux-gnu-gcc add.c -o add -g运行:
qemu-riscv64 -L /opt/riscv/sysroot/ -g 1234 add -S然后启动 GDB：
riscv64-unknown-linux-gnu-gdb addGDB 内部：
target remote:1234b mainc
并且程序应该在正门中断。
（另一种选择是静态 link 程序：riscv64-unknown-linux-gnu-gcc add.c -o add -g -static 然后 qemu-riscv64 -g 1234 add -S 应该也能工作）
我没有找到很多文档提到 user-space riscv qemu。我找到的所有文章都在谈论如何使用 qemu 调试 OS 带有 RISC-V ISA 的内核。为了方便其他像我这样的riscv新手，我将在下面展示如何构建上述工具。
wget https://download.qemu.org/qemu-5.0.0.tar.xz
tar xvJf qemu-5.0.0.tar.xz
cd qemu-5.0.0 # higher versions might have problems
./configure --target-list=riscv64-linux-user,riscv64-softmmu
make -j$(nproc)
sudo make install
，其中 riscv64-softmmu 给你 qemu-system-riscv64，riscv64-linux-user 给你 qemu-riscv64。
- riscv-gnu-工具链（https://github.com/riscv/riscv-gnu-toolchain.git）
git clone https://github.com/riscv/riscv-gnu-toolchain.git
sudo apt-get install autoconf automake autotools-dev curl python3 libmpc-dev libmpfr-dev libgmp-dev gawk build-essential bison flex texinfo gperf libtool patchutils bc zlib1g-dev libexpat-dev libncurses5-dev
./configure --prefix=/opt/riscv --enable-multilib
sudo make linux # this provides you the glibc set of tools (the ones we need here)
sudo make # this provides you the newlib set of tools