熟悉你的環境對高效率的開發和偵錯來說是至關重要的。本文將為你簡單概述一下 JOS 環境和非常有用的 GDB 和 QEMU 命令。話雖如此，但你仍然應該去閱讀 GDB 和 QEMU 手冊，來理解這些強大的工具如何使用。
GDB 是你的朋友。使用 qemu-gdb target（或它的變體 qemu-gdb-nox）使 QEMU 等待 GDB 去系結。下面在偵錯核心時用到的一些命令，可以去檢視 GDB 的資料。
如果你遭遇意外的中斷、異常、或三重故障，你可以使用 -d 引數要求 QEMU 去產生一個詳細的中斷紀錄檔。
偵錯虛擬記憶體問題時，嘗試 QEMU 的監視命令 info mem（提供記憶體高階概述）或 info pg（提供更多細節內容）。注意，這些命令僅顯示當前頁表。
（在實驗 4 以後）去偵錯多個 CPU 時，使用 GDB 的執行緒相關命令，比如 thread 和 info threads。
GDB 也可以去偵錯使用者環境，但是有些事情需要注意，因為 GDB 無法區分開多個使用者環境或區分開使用者環境與核心環境。
你可以使用 make run-name（或編輯 kern/init.c 目錄）來指定 JOS 啟動的使用者環境，為使 QEMU 等待 GDB 去系結，使用 run-name-gdb 的變體。
你可以符號化偵錯使用者程式碼，就像偵錯核心程式碼一樣，但是你要告訴 GDB，哪個符號表用到符號檔案命令上，因為它一次僅能夠使用一個符號表。提供的 .gdbinit 用於載入核心符號表 obj/kern/kernel。對於一個使用者環境，這個符號表在它的 ELF 二進位制檔案中，因此你可以使用 symbol-file obj/user/name 去載入它。不要從任何 .o 檔案中載入符號，因為它們不會被連結器遷移進去（庫是靜態連結進 JOS 使用者二進位制檔案中的，因此這些符號已經包含在每個使用者二進位制檔案中了）。確保你得到了正確的使用者二進位制檔案；在不同的二進位制檔案中，庫函數被連結為不同的 EIP，而 GDB 並不知道更多的內容！
（在實驗 4 以後）因為 GDB 係結了整個虛擬機器，所以它可以將時鐘中斷看作為一種控制轉移。這使得從底層上不可能實現步進使用者程式碼，因為一個時鐘中斷無形中保證了片刻之後虛擬機器可以再次執行。因此可以使用 stepi 命令，因為它阻止了中斷，但它僅可以步進一個組合指令。斷點一般來說可以正常工作，但要注意，因為你可能在不同的環境（完全不同的一個二進位制檔案）上遇到同一個 EIP。
JOS 的 GNUmakefile 包含了在各種方式中執行的 JOS 的許多假目標。所有這些目標都設定 QEMU 去監聽 GDB 連線（*-gdb 目標也等待這個連線）。要在執行中的 QEMU 上啟動它，只需要在你的實驗目錄中簡單地執行 gdb 即可。我們提供了一個 .gdbinit 檔案，它可以在 QEMU 中自動指向到 GDB、載入核心符號檔案、以及在 16 位和 32 位元型樣之間切換。退出 GDB 將關閉 QEMU。
make qemu
在一個新視窗中構建所有的東西並使用 VGA 控制台和你的終端中的序列控制台啟動 QEMU。想退出時，既可以關閉 VGA 視窗，也可以在你的終端中按 Ctrl-c 或 Ctrl-a x。
make qemu-nox
和 make qemu 一樣，但僅使用序列控制臺來執行。想退出時，按下 Ctrl-a x。這種方式在通過 SSH 撥號連線到 Athena 上時非常有用，因為 VGA 視窗會占用許多頻寬。
make qemu-gdb
和 make qemu 一樣，但它與任意時間被動接受 GDB 不同，而是暫停第一個機器指令並等待一個 GDB 連線。
make qemu-nox-gdb
它是 qemu-nox 和 qemu-gdb 目標的組合。
make run-nam
（在實驗 3 以後）執行使用者程式 name。例如，make run-hello 執行 user/hello.c。
make run-name-nox,run-name-gdb, run-name-gdb-nox
（在實驗 3 以後）與 qemu 目標變數對應的 run-name 的變體。
makefile 也接受幾個非常有用的變數：
make V=1 …
詳細模式。輸出正在執行的每個命令，包括引數。
make V=1 grade
在評級測試失敗後停止，並將 QEMU 的輸出放入 jos.out 檔案中以備檢查。
make QEMUEXTRA=' _args_ ' …
指定傳遞給 QEMU 的額外引數。
在構建 JOS 時，makefile 也產生一些額外的輸出檔案，這些檔案在偵錯時非常有用：
obj/boot/boot.asm、obj/kern/kernel.asm、obj/user/hello.asm、等等。
引導載入器、核心、和使用者程式的組合程式碼列表。
obj/kern/kernel.sym、obj/user/hello.sym、等等。
核心和使用者程式的符號表。
obj/boot/boot.out、obj/kern/kernel、obj/user/hello、等等。
核心和使用者程式連結的 ELF 映象。它們包含了 GDB 用到的符號資訊。
完整的 GDB 命令指南請檢視 GDB 手冊。下面是一些在 6.828 課程中非常有用的命令，它們中的一些在作業系統開發之外的領域幾乎用不到。
Ctrl-c
在當前指令處停止機器並打斷進入到 GDB。如果 QEMU 有多個虛擬的 CPU，所有的 CPU 都會停止。
c（或 continue）
繼續執行，直到下一個斷點或 Ctrl-c。
si（或 stepi）
執行一個機器指令。
b function 或 b file:line（或 breakpoint）
在給定的函數或行上設定一個斷點。
b * addr（或 breakpoint）
在 EIP 的 addr 處設定一個斷點。
set print pretty
啟用陣列和結構的美化輸出。
info registers
輸出通用暫存器 eip、eflags、和段選擇器。更多更全的機器暫存器狀態轉儲，檢視 QEMU 自己的 info registers 命令。
x/ N x addr
以十六進位制顯示虛擬地址 addr 處開始的 N 個詞的轉儲。如果 N 省略，預設為 1。addr 可以是任何表示式。
x/ N i addr
顯示從 addr 處開始的 N 個組合指令。使用 $eip 作為 addr 將顯示當前指令指標暫存器中的指令。
symbol-file file
（在實驗 3 以後）切換到符號檔案 file 上。當 GDB 係結到 QEMU 後，它並不是虛擬機器中進程邊界內的一部分，因此我們要去告訴它去使用哪個符號。預設情況下，我們設定 GDB 去使用核心符號檔案 obj/kern/kernel。如果機器正在執行使用者程式碼，比如是 hello.c，你就需要使用 symbol-file obj/user/hello 去切換到 hello 的符號檔案。
QEMU 將每個虛擬 CPU 表示為 GDB 中的一個執行緒，因此你可以使用 GDB 中所有的執行緒相關的命令去檢視或維護 QEMU 的虛擬 CPU。
thread n
GDB 在一個時刻只關注於一個執行緒（即：CPU）。這個命令將關注的執行緒切換到 n，n 是從 0 開始編號的。
info threads
列出所有的執行緒（即：CPU），包括它們的狀態（活動還是停止）和它們在什麼函數中。
QEMU 包含一個內建的監視器，它能夠有效地檢查和修改機器狀態。想進入到監視器中，在執行 QEMU 的終端中按入 Ctrl-a c 即可。再次按下 Ctrl-a c 將切換回序列控制台。
監視器命令的完整參考資料，請檢視 QEMU 手冊。下面是 6.828 課程中用到的一些有用的命令：
xp/ N x paddr
顯示從實體地址 paddr 處開始的 N 個詞的十六進位制轉儲。如果 N 省略，預設為 1。這是 GDB 的 x 命令模擬的實體記憶體。
info registers
顯示機器內部暫存器狀態的一個完整轉儲。實踐中，對於段選擇器，這將包含機器的 隱藏 段狀態和區域性、全域性、和中斷描述符表加任務狀態暫存器。隱藏狀態是在載入段選擇器後，虛擬的 CPU 從 GDT/LDT 中讀取的資訊。下面是實驗 1 中 JOS 核心處於執行中時的 CS 資訊和每個欄位的含義：
CS =0008 10000000 ffffffff 10cf9a00 DPL=0 CS32 [-R-]CS =0008
程式碼選擇器可見部分。我們使用段 0x8。這也告訴我們參考全域性描述符表（0x8&4=0），並且我們的 CPL（當前許可權級別）是 0x8&3=0。
10000000
這是段基址。線性地址 = 邏輯地址 + 0x10000000。
ffffffff
這是段限制。存取線性地址 0xffffffff 以上將返回段違規異常。
10cf9a00
段的原始標誌，QEMU 將在接下來的幾個欄位中解碼這些對我們有用的標誌。
DPL=0
段的許可權級別。一旦程式碼以許可權 0 執行，它將就能夠載入這個段。
CS32
這是一個 32 位程式碼段。對於資料段（不要與 DS 暫存器混淆了），另外的值還包括 DS，而對於本地描述符表是 LDT。
[-R-]
這個段是唯讀的。
info mem
（在實驗 2 以後）顯示對映的虛擬記憶體和許可權。比如：
ef7c0000-ef800000 00040000 urwefbf8000-efc00000 00008000 -rw這告訴我們從 0xef7c0000 到 0xef800000 的 0x00040000 位元組的記憶體被對映為讀取/寫入/使用者可存取，而對映在 0xefbf8000 到 0xefc00000 之間的記憶體許可權是讀取/寫入，但是僅限於核心可存取。
info pg
（在實驗 2 以後）顯示當前頁表結構。它的輸出類似於 info mem，但與頁目錄條目和頁表條目是有區別的，並且為每個條目給了單獨的許可權。重複的 PTE 和整個頁表被折疊為一個單行。例如：
VPN range Entry Flags Physical page[00000-003ff] PDE[000] -------UWP [00200-00233] PTE[200-233] -------U-P 00380 0037e 0037d 0037c 0037b 0037a ..[00800-00bff] PDE[002] ----A--UWP [00800-00801] PTE[000-001] ----A--U-P 0034b 00349 [00802-00802] PTE[002] -------U-P 00348這裡各自顯示了兩個頁目錄條目、虛擬地址範圍 0x00000000 到 0x003fffff 以及 0x00800000 到 0x00bfffff。 所有的 PDE 都存在於記憶體中、可寫入、並且使用者可存取，而第二個 PDE 也是可存取的。這些頁表中的第二個對映了三個頁、虛擬地址範圍 0x00800000 到 0x00802fff，其中前兩個頁是存在於記憶體中的、可寫入、並且使用者可存取的，而第三個僅存在於記憶體中，並且使用者可存取。這些 PTE 的第一個條目對映在物理頁 0x34b 處。
QEMU 也有一些非常有用的命令列引數，使用 QEMUEXTRA 變數可以將引數傳遞給 JOS 的 makefile。
make QEMUEXTRA='-d int' ...
記錄所有的中斷和一個完整的暫存器轉儲到 qemu.log 檔案中。你可以忽略前兩個紀錄檔條目、“SMM: enter” 和 “SMM: after RMS”，因為這些是在進入引導載入器之前生成的。在這之後的紀錄檔條目看起來像下面這樣：
4: v=30 e=0000 i=1 cpl=3 IP=001b:00800e2e pc=00800e2e SP=0023:eebfdf28 EAX=00000005EAX=00000005 EBX=00001002 ECX=00200000 EDX=00000000ESI=00000805 EDI=00200000 EBP=eebfdf60 ESP=eebfdf28...第一行描述了中斷。4: 只是一個紀錄檔記錄計數器。v 提供了十六進程的向量號。e 提供了錯誤程式碼。i=1 表示它是由一個 int 指令（相對一個硬體產生的中斷而言）產生的。剩下的行的意思很明顯。對於一個暫存器轉儲而言，接下來看到的就是暫存器資訊。
注意：如果你執行的是一個 0.15 版本之前的 QEMU，紀錄檔將寫入到 /tmp 目錄，而不是當前目錄下。