Ubuntu上的Linux内核调试：使用KGDB与GDB在QEMU中实践

"内核调试-文档1" 内核调试是一个复杂但至关重要的任务，尤其是在开发和优化Linux系统时。本文档介绍了如何在Ubuntu环境下利用QEMU进行Linux内核的调试，以及使用GDB（GNU Debugger）进行远程调试的原理和实践。 首先，内核调试通常需要两个操作系统：一个作为开发机，另一个作为目标机。开发机运行调试工具，如GDB，而目标机则运行被调试的Linux内核。在这种配置中，KGDB（Kernel-based GNU Debugger）扮演关键角色，它允许开发者在内核级别设置断点、检查变量、单步执行等。KGDB已经被集成到现代的Linux内核中，因此无需额外打补丁。 在设置调试环境时，确保在编译内核时启用KGDB功能是必要的。这样，内核会包含一个调试Stub，这是一个小型代码模块，它负责与开发机上的GDB进行通信，使用gdb串行协议传递调试信息。当遇到断点或陷阱时，控制权由内核转移到调试Stub，Stub通过网络或串口将状态信息发送给GDB，然后根据GDB的指令进行下一步操作。 实验目的是在Ubuntu上搭建完整的Linux内核调试环境，并使用GDB实现对特定变量的监视。实验过程涉及安装QEMU，一个开源的虚拟机软件，它可以模拟各种硬件环境，使我们能在Ubuntu上运行目标机。同时，还会用到Busybox，这是一个小型的UNIX工具集合，常用于初始化系统和轻量级环境中。 GDB是一个强大的调试工具，其`run`命令（简写为'r'）用于启动程序，程序将在遇到第一个断点时暂停。断点是调试中的关键元素，它们允许我们在特定代码行暂停执行，以便检查变量状态或执行其他调试操作。 在实验中，学生需要了解如何配置KGDB，设置内核编译选项，安装QEMU和Busybox，以及如何使用GDB进行远程调试。理解这些步骤和概念对于深入理解Linux内核的工作原理以及有效地解决问题至关重要。通过这样的实验，开发者可以提升在系统级别的问题定位和调试能力，这对于Linux内核开发和维护来说是不可或缺的技能。