用于培训嵌入式开发的 x86 模拟器答案

【问题标题】：x86 emulator for training embedded development用于培训嵌入式开发的 x86 模拟器
【发布时间】：2023-04-09 19:59:01
【问题描述】：

我想进一步了解计算机的内部工作原理，以增强我对嵌入式系统开发的了解。

在工作中，我从不参与底层细节（例如 GDT、从闪存到 RAM 的代码加载器等），因为所有这些都已经编写好了。

目前我宁愿不购买任何其他硬件。是否有一个模拟器和一个非常简单的操作系统，我可以玩，以便掌握嵌入式编程的所有这些低级方面？有没有教程可以指导我设置一个非常简单的嵌入式环境（设置内存段、GDT、进入保护模式并执行main()）

【问题讨论】：

标签： architecture assembly embedded x86

【解决方案1】：

x86 模拟器的常见嫌疑人是Bochs 和QEMU。

您可能还想查看James Molloy's kernel development tutorial 及其链接的资源。

【讨论】：

BOCHS自带的调试器不错，懂分段。 bochs.sourceforge.io/doc/docbook/user/internal-debugger.html（GDB 不会，即使在远程调试在实模式下运行的 QEMU 客户机时，它也不适用于在切换到保护模式之前和期间调试代码）。 BOCHS 的调试器还可以执行解析 GDT 和页表之类的操作，以确保您设置了您想要的内容，并告诉您为什么您会出现双重或三重错误。

【解决方案2】：

对于我们的操作系统课程，我们目前正在使用一个名为 POTATOES 的玩具操作系统。它基于 James Molloy 的内核教程非常基础和 AFAIK。你可以看看here。

此外，我还可以在 OSdev.org 上推荐 Wiki 和 discussion board。

编辑：有关 x86 架构的一些有用信息可以在英特尔IA-32 Architectures Software Developer's manuals 的第 3 卷中找到。第 1 卷介绍了基本架构，在第 2 卷中，您将找到 x86 汇编指令集的完整参考资料。

【讨论】：

【解决方案3】：

在嵌入式系统开发中emulator有很具体的含义；您实际上是在谈论“模拟器”吗？但是，如果您在 x86 上进行开发，那么指令集模拟器是不必要的，并且在您可以使用 VM 时受到限制。

事实上，如果您想要“一个非常简单的嵌入式环境”，您不会选择 x86。引导和配置这些复杂的设备（及其相关的芯片组和内存）并非易事。

如果您的平台是 x86，那么最简单的做法是使用在真正 x86 上运行的虚拟机。 VMWare 免费提供最灵活、最强大的 VM，Microsoft 提供了另一个免费的 VM。然而，微软的 Virtual PC 已针对运行 Windows 进行了优化，让 Linux 在其上运行可能会很麻烦，更不用说一些利基 RTOS。

【讨论】：

我说的确实是一个完整的虚拟机，比如 virtualbox/Qemu/Bochs/VMware 等。我只是觉得有一些更适合嵌入式系统的东西。
当然，x86 很复杂，这就是为什么我想学习它所有有趣的特性（段、分页保护模式，哦，我的……）
如果您有预算，也许真正的硬件可能更合适 - 例如工业 PC 卡，低端 PC/104 规格板不需要很贵。

【解决方案4】：

使用真正的嵌入式机器可能会更好。 Arduino 的开发环境非常昂贵，您可以直接在金属上工作：http://www.sparkfun.com/commerce/product_info.php?products_id=9284

AVR 是进入该领域的合理起点，x86 不是。

【讨论】：