Running && Debugging x64 ELF on Arm mac

Running && Debugging x64 ELF on Arm mac

需求：在 Apple silicon 的 mac 中调试 x64 的 ELF 程序。

0. 方案分析

两种方案：

  1. qemu 运行 x64 的 Linux 系统，直接在 x64 的 Linux 中调试；
  2. 运行 arm64 的 Linux 虚拟机，虚拟机中安装 qemu-user 进行调试。

方案 1 很方便，但qemu转译速度极慢，我难以忍受其卡顿。

方案 2 配置环境较复杂，但速度、性能令人满意。

本文介绍方案2的环境搭配流程。

1. 安装虚拟机

去 Ubuntu官网 下载arm64的Ubuntu20.04镜像。注意选择 ARM desktop image。

下载后，使用 Parallels Desktop 虚拟机安装。

2. 配置软件源

首先，dpkg 添加 amd64 架构：

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sudo dpkg --add-architecture amd64

由于 arm64 Ubuntu 使用的软件源是 ports.ubuntu.com 域名，里面只有非x64架构的包：

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[DIR]	binary-arm64/	2020-04-23 17:33	-
[DIR]	binary-armhf/	2020-04-23 17:33	-
[DIR]	binary-ppc64el/	2020-04-23 17:33	-
[DIR]	binary-riscv64/	2020-04-23 17:33	-
[DIR]	binary-s390x/	2020-04-23 17:33

为了让 apt 能下载到 amd64 架构的软件包，需要分别指定 arm64 和amd64 架构的软件源地址。

将 /etc/apt/sources.list 修改为如下内容：

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deb [arch=arm64] http://cn.ports.ubuntu.com/ubuntu-ports/ focal main restricted
deb [arch=amd64] http://archive.ubuntu.com/ubuntu/ focal main restricted


deb [arch=arm64] http://cn.ports.ubuntu.com/ubuntu-ports/ focal-updates main restricted
deb [arch=amd64] http://archive.ubuntu.com/ubuntu/ focal-updates main restricted



deb [arch=arm64] http://cn.ports.ubuntu.com/ubuntu-ports/ focal universe
deb [arch=amd64] http://archive.ubuntu.com/ubuntu/ focal universe


deb [arch=arm64] http://cn.ports.ubuntu.com/ubuntu-ports/ focal-updates universe
deb [arch=amd64] http://archive.ubuntu.com/ubuntu/ focal-updates universe



deb [arch=arm64] http://cn.ports.ubuntu.com/ubuntu-ports/ focal multiverse
deb [arch=amd64] http://archive.ubuntu.com/ubuntu/ focal multiverse

deb [arch=arm64] http://cn.ports.ubuntu.com/ubuntu-ports/ focal-updates multiverse
deb [arch=amd64] http://archive.ubuntu.com/ubuntu/ focal-updates multiverse




deb [arch=arm64] http://cn.ports.ubuntu.com/ubuntu-ports/ focal-backports main restricted universe multiverse
deb [arch=amd64] http://archive.ubuntu.com/ubuntu/ focal-backports main restricted universe multiverse


deb [arch=arm64] http://ports.ubuntu.com/ubuntu-ports focal-security main restricted
deb [arch=amd64] http://security.ubuntu.com/ubuntu/ focal-security main restricted

deb [arch=arm64] http://ports.ubuntu.com/ubuntu-ports focal-security universe
deb [arch=amd64] http://security.ubuntu.com/ubuntu/ focal-security universe

deb [arch=arm64] http://ports.ubuntu.com/ubuntu-ports focal-security multiverse
deb [arch=amd64] http://security.ubuntu.com/ubuntu/ focal-security multiverse

除此之外，如果 /etc/apt/sources.list.d 目录下有list文件，也需要分别指定arm64和amd64两种架构的地址。

例如：

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➜  sources.list.d cat proposed.list
deb [arch=arm64] http://ports.ubuntu.com/ubuntu-ports/ focal-proposed main restricted
deb [arch=amd64] http://archive.ubuntu.com/ubuntu/ focal-proposed main restricted

配置完成后，运行 sudo apt update 与 sudo apt upgrade 更新一下软件源。

3. 安装qemu

源码编译安装qemu：
参考 https://www.qemu.org/download/#source

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wget https://download.qemu.org/qemu-6.1.0.tar.xz
tar xvJf qemu-6.1.0.tar.xz
cd qemu-6.1.0
./configure
make

4. 安装调试、库环境

安装 gdb-multiarch，调试不同架构的程序;
安装 g++-x86-64-linux-gnu，来安装x64架构的库：

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sudo apt install gdb-multiarch
sudo apt install g++-x86-64-linux-gnu

5：运行与调试

使用 qemu-x86_64 运行、调试程序，需要使用 -L 选项指定 amd64 的库目录。

运行：

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qemu-x86_64 -L /usr/lib/x86_64-linux-gnu YOUR_PROG

调试：使用-g指定端口

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qemu-x86_64 -L /usr/lib/x86_64-linux-gnu -g 1234 YOUR_PROG

在另一个窗口中，运行 gdb-multiarch，输入 target remote 127.1:1234 即可开始调试。

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