Linux内核调试实战指南：从入门到深入

需积分: 0 157 浏览量更新于2024-07-01 收藏 4.93MB PDF 举报

本篇文档是Linux内核调试指南的第一部分，作者在一个相对默默无闻的环境中创作，旨在分享自己作为内核开发者的心得与经验。文章强调了文档的协作性和开放性，所有内容基于当时最新的Linux内核版本2.6.26，并会随着内核更新而更新，可能会存在版本间的差异，但作者相信读者能够解决这一挑战。文档的操作系统环境限定为Ubuntu或Debian，特别指出字符图示在Linux环境下显示正常，但在Windows下可能会有显示问题。文档的官方更新网址为<http://wiki.zh-kernel.org/sniper>，鼓励读者通过邮件<s3c24xx@gmail.com>提出建议或问题，也可以在邮件列表<http://zh-kernel.org/mailman/listinfo/linux-kernel>上提问。作者在前言部分坦诚，尽管过程中没有得到过多的反馈，但他深信文档的价值，因为自己就是从中受益的人。他写这篇文档的初衷并非为了赞誉，而是出于对同样追求内核调试知识者的理解和共鸣，希望它能帮助那些迷茫和困惑的人找到方向。他明确反对“好程序绝对是调试出来的”这一观点，认为编程不仅仅是调试的过程，而是通过实践和领悟来不断提升的技术。此外，文档还提到了一些与内核调试相关的工具，供读者参考和使用。这些工具可以在<http://code.google.com/p/root-kit/>找到。本篇指南是一份实用且富有个人情感的资源，旨在分享内核开发中的技巧和经验，对于想要深入理解Linux内核调试的人来说，是一部宝贵的参考资料。

13-3-20

sniper [Linux 内核开发中文社区]

file:///C:/WINDOWS/temp/Rar$EX00.687/sniper.html

13/74

注意下面的提示，说明平时要注意在启动命令前加上sudo

NOTICE: you should be root at first !!!

NOTICE: you should inmod linux kernel net driver tun.o!!!

NOTICE: if you don't make device node, you should do commands:

NOTICE: mkdir /dev/net; mknod /dev/net/tun c 10 200

NOTICE: now the net simulation function can not support!!!

NOTICE: Please read SkyEye.README and try again!!!

4.可以看到，一个2.6.14 版本的linux跑起来了，还带有一个lcd.

快速配置能调试的环境

参考：

http://skyeye.wiki.sourceforge.net/linux_2_6_17_lubbock [http://skyeye.wiki.sourceforge.net/linux_2_6_17_lubbock]

环境条件：

1. ubuntu hardy 8.04

2. 安装了debian提供的交叉编译工具套件 arm-linux-gnueabi- (4.2版本)

目标：

这小节能得到基于pxa平台（类似s3c2410，也基于arm核心）的linux2.6.20内核的虚拟系统，具备调试功能。相比“基于qemu 和qemu内置gdbstub”该节，利用skyeye的调试有那

节所没有的优点：调试时可以从内核运行的第一条指令开始［这就是模拟硬件调试？］。

参考手册：

XScale PXA250开发手册 http://soft.laogu.com/download/intelpxa250.pdf [http://soft.laogu.com/download/intelpxa250.pdf]

ARMv5 体系结构参考手册 http://www.arm.com/community/university/eulaarmarm.html [http://www.arm.com/community/university/eulaarmarm.html]

操作步骤：

1. 下载linux-2.6.20 (由于交叉编译器太新，如果利用linux-2.6.17则编译不过)

2. 修改文件include/asm-arm/arch-pxa/memory.h 第18行

#define PHYS_OFFSET UL(0xa0000000)

为

#define PHYS_OFFSET UL(0xc0000000)

3. 下载内核配置选项，放置于linux-2.6.20源码的根目录下 http://skyeye.wiki.sourceforge.net/space/showimage/skyeye_2.6.17_lubbock.c onfig

[http://skyeye.wiki.sourceforge.net/space/show image/skyeye_2.6.17_lubbock.config]

这个下载好的配置文件已经帮我们做了的两件事

首先，在block device菜单下配置了ramdisk和initrd的支持

其次，把内核原来的启动参数改为

root=/dev/ram0 console=ttyS0 initrd=0xc0800000,0x00800000 rw mem=64M

4. 把下载到的skyeye_2.6.17_lubbock.config更名为.c onfig

5. 编译内核

make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabi-

6. 创建文件 skyeye.c onf，内容如下：

cpu: pxa25x

mach: pxa_lubbock

mem_bank: map=I, type=RW, addr=0x40000000, size=0x0c000000

mem_bank: map=M, type=RW, addr=0xc0000000, size=0x00800000

mem_bank: map=M, type=RW, addr=0xc0800000, size=0x00800000, file=./initrd.img

mem_bank: map=M, type=RW, addr=0xc1000000, size=0x00800000

mem_bank: map=M, type=RW, addr=0xc1800000, size=0x02800000

7. 从skyeye的测试套件中拷贝initrd.img到linux-2.6.20源码根目录下。该initrd.img的路径是：

skyeye-testsuite-1.2.5/linux/pxa/2.6.x/

8. 运行内核看看,在linux-2.6.20源码根目录下运行下面的命令。可以看到，内核成功运行

sudo skyeye -e vmlinux

调试：

1. 在linux-2.6.20源码根目录下运行命令：

sudo skyeye -d -e vmlinux

2. 在源码根目录下新开一个终端，并运行：

arm-linux-gnueabi-gdb ./vmlinux

gdb界面出来后

(gdb) target remote:12345

之后可以看到，下断点，查看汇编等一切调试功能和x86下都一样。

3. ddd下如何调用arm-linux-gnueabi-gdb ? 答

$ ddd --debugger arm-linux-gnueabi-gdb ./vmlinux

为s3c2410配置2.6.26内核

13-3-20

sniper [Linux 内核开发中文社区]

file:///C:/WINDOWS/temp/Rar$EX00.687/sniper.html

14/74

［启动过程中有若干错误提示，但内核能启动成功并运行。有待研究］

目标：

得到一个基于s3c2410cpu的2.6.26最新稳定内核的虚拟系统，能进行全程的内核调试，即调试能从第一条机器指令开始进行。

参考：

http://skyeye.wiki.sourceforge.net/Linux [http://skyeye.wiki.sourceforge.net/Linux]

http://www.linuxfans.org/bbs/thread-182101-1-1.html [http://www.linuxfans.org/bbs/thread-182101-1-1.html]

环境条件：

1. ubuntu hardy 8.04

2. 安装了debian提供的交叉编译工具套件 arm-linux-gnueabi- (4.2版本)

操作步骤：

1.依据“安装交叉编译工具”这节，安装好交叉编译工具

2.修改源码

将include/asm-arm/arch-s3c2410/map.h里的

#define S3C2410_CS6 (0x30000000)

改为

#define S3C2410_CS6 (0xc0000000)

将include/asm-arm/arch-s3c2410/memory.h里的

#define PHYS_OFFSET UL(0x30000000)

改为

#define PHYS_OFFSET UL(0xc0000000)

3.把默认.config替换为s3c2410版本

make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabi- s3c2410_defconfig

3.修改配置文件

make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabi- menuconfig

进入[Device Driver] ->[ Character Driver] -> [Serial Driver] 等菜单下 ,

取消8250/16550 and compatible serial support的选择

4.修改内核启动命令

在Boot option --> Default kernel command string 里输入

mem=32M console=ttySAC0 root=/dev/ram initrd=0xc0800000,0x00800000 ramdisk_size=2048 rw

5.编译

make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabi-

6.从skyeye的测试套件中拷贝相应的文件initrd.img和skyeye.conf到linux-2.6.26源码根目录下。这两个文件的位于

skyeye-testsuite-1.25/linux/s3c2410/s3c2410x-2.6.14/中

7.启动虚拟机

XXX@ubuntu:~/dt/linux-2.6.26$ sudo skyeye -e vmlinux

8.启动完成后那激动人心的logo如下

Welcome to

_ _____ __ __ _ _

/ \ / __ \ / \_/ \ | | |_|

/ _ \ | | | | / /\ /\ \ | | _ ____ _ _ _ _

/ /_\ \ | |__| | / / \_/ \ \| | | | _ \| | | |\ \/ /

/ /___\ \ | |__\ \ | | | || |___ | | |_| | |_| |/ \

/_/ \_\| | \_\|_| |_||_____||_|_| |_|\____|\_/\_/

ARMLinux for Skyeye

For further information please check:

http://www.skyeye.org/

BusyBox v1.4.1 (2007-02-10 01:19:06 CST) Built-in shell (ash)

Enter 'help' for a list of built-in commands.

/bin/ash: can't access tty; job control turned off

/ $ uname -a

Linux skyeye 2.6.26 #2 Sun Oct 5 19:56:57 CST 2008 armv4tl unknown

/ $

调试：

1. 在linux-2.6.26源码根目录下新建文件”.gdbinit”，内容是：

(gdb) target remote:12345

2. 在linux-2.6.26源码根目录下命令：

sudo skyeye -d -e vmlinux

3. 在源码根目录下新开一个终端，并运行：

arm-linux-gnueabi-gdb ./vmlinux

之后可以看到，下断点，查看汇编等一切调试功能和x86下都一样。

4. ddd下如何调用arm-linux-gnueabi-gdb ? 答

13-3-20

sniper [Linux 内核开发中文社区]

file:///C:/WINDOWS/temp/Rar$EX00.687/sniper.html

15/74

$ ddd --debugger arm-linux-gnueabi-gdb ./vmlinux

截图：

步骤2:

XXX@ubuntu:~/桌面/test/linux-2.6.26_s3c2410$ sudo skyeye -d -e vmlinux

big_endian is false.

arch: arm

cpu info: armv4, arm920t, 41009200, ff00fff0, 2

mach info: name s3c2410x, mach_init addr 0x805f030

lcd_mod:1

dbct info: Note: DBCT not compiled in. This option will be ignored

uart_mod:0, desc_in:, desc_out:, converter:

SKYEYE: use arm920t mmu ops

Loaded RAM ./initrd.img

start addr is set to 0xc0008000 by exec file.

debugmode= 1, filename = skyeye.conf, server TCP port is 12345

------------------------

步骤3:

fqh@ubuntu:~/桌面/test/linux-2.6.26_s3c2410$ arm-linux-gnueabi-gdb vmlinux

GNU gdb 6.8-debian

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=i486-linux-gnu --target=arm-linux-gnueabi"...

stext () at arch/arm/kernel/head.S:80

80 msr cpsr_c, #PSR_F_BIT | PSR_I_BIT | SVC_MODE @ ensure svc mode

Current language: auto; currently asm

(gdb) source extendinstr //载入辅助的gdb宏

--------------

用快捷键 ctrl+x+2 打开tui模式后的图示，可看到调试是从第一条指令开始的。这对研究系统启动过程提供了极大的便利。

┌──arch/arm/kernel/head.S────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┐

>│80 msr cpsr_c, #PSR_F_BIT | PSR_I_BIT | SVC_MODE @ ensure svc mode │

│81 @ and irqs disabled │

│82 mrc p15, 0, r9, c0, c0 @ get processor id │

│83 bl __lookup_processor_type @ r5=procinfo r9=cpuid │

│84 movs r10, r5 @ invalid processor (r5=0)? │

│85 beq __error_p @ yes, error 'p' │

│86 bl __lookup_machine_type @ r5=machinfo │

│87 movs r8, r5 @ invalid machine (r5=0)? │

│88 beq __error_a @ yes, error 'a' │

│89 bl __vet_atags │

│90 bl __create_page_tables │

└────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┘

>│0xc0008000 <stext> msr CPSR_c, #211 ; 0xd3 │

│0xc0008004 <stext+4> mrc 15, 0, r9, cr0, cr0, {0} │

│0xc0008008 <stext+8> bl 0xc00082f8 <__lookup_processor_type> │

│0xc000800c <stext+12> movs r10, r5 │

│0xc0008010 <stext+16> beq 0xc0008190 <__error_p> │

│0xc0008014 <stext+20> bl 0xc0008358 <__lookup_machine_type> │

│0xc0008018 <stext+24> movs r8, r5 │

│0xc000801c <stext+28> beq 0xc00081e8 <__error_a> │

│0xc0008020 <stext+32> bl 0xc00083a0 <__vet_atags> │

│0xc0008024 <stext+36> bl 0xc0008078 <__create_page_tables> │

│0xc0008028 <stext+40> ldr sp, [pc, #240] ; 0xc0008120 <__switch_data> │

remote Thread 42000 In: stext Line: 80 PC: 0xc0008000

(gdb) b sys_read //下断点

Breakpoint 1 at 0xc008cc4c: file fs/read_write.c, line 354.

(gdb) c

----------------

调试示意图

效果可能与你机器上看到的不一样。这个例子中，每个gdb单步指令都会自动显示backtrace。这是因为本人使用了章节“gdb宏”中的extendinstr宏。

┌──include/asm/thread_info.h──────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┐

│91 */ │

│92 static inline struct thread_info *current_thread_info(void) __attribute_const__; │

│93 │

│94 static inline struct thread_info *current_thread_info(void) │

│95 { │

│96 register unsigned long sp asm ("sp"); │

>│97 return (struct thread_info *)(sp & ~(THREAD_SIZE - 1)); │

│98 } │

│99 │

│100 /* thread information allocation */ │

│101 #ifdef CONFIG_DEBUG_STACK_USAGE │

│102 #define alloc_thread_info(tsk) \ │

│103 ((struct thread_info *)__get_free_pages(GFP_KERNEL | __GFP_ZERO, \ │

│104 THREAD_SIZE_ORDER)) │

└─────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┘

│0xc008d480 <fget_light> mov r12, sp │

│0xc008d484 <fget_light+4> push {r11, r12, lr, pc} │

│0xc008d488 <fget_light+8> sub r11, r12, #4 ; 0x4 │

│0xc008d48c <fget_light+12> bic r3, sp, #8128 ; 0x1fc0 │

>│0xc008d490 <fget_light+16> bic r3, r3, #63 ; 0x3f │

│0xc008d494 <fget_light+20> ldr r3, [r3, #12] │

│0xc008d498 <fget_light+24> mov r12, #0 ; 0x0 │

│0xc008d49c <fget_light+28> ldr r2, [r3, #560] │

│0xc008d4a0 <fget_light+32> str r12, [r1] │

│0xc008d4a4 <fget_light+36> ldr r3, [r2] │

│0xc008d4a8 <fget_light+40> cmp r3, #1 ; 0x1 │

│0xc008d4ac <fget_light+44> bne 0xc008d4d0 <fget_light+80> │

│0xc008d4b0 <fget_light+48> ldr r2, [r2, #4] │

│0xc008d4b4 <fget_light+52> ldr r3, [r2] │

remote Thread 42000 In: fget_light Line: 97 PC: 0xc008d490

Program received signal SIGHUP, Hangup.

0xc008d490 in fget_light (fd=1, fput_needed=0xc1c17ed4) at include/asm/thread_info.h:97

-------------------

#0 0xc008d490 in fget_light (fd=1, fput_needed=0xc1c17ed4) at include/asm/thread_info.h:97

#1 0xc008cc5c in sys_read (fd=1, buf=0xc1196800 "", count=512) at fs/read_write.c:359

#2 0xc000ac7c in rd_load_image (from=0xc02b43bc "/initrd.image") at init/do_mounts_rd.c:108

#3 0xc000bbe8 in initrd_load () at init/do_mounts_initrd.c:121

#4 0xc00094c0 in prepare_namespace () at init/do_mounts.c:384

#5 0xc0008a9c in kernel_init (unused=<value optimized out>) at init/main.c:878

#6 0xc0048484 in sys_waitid (which=<value optimized out>, upid=-1044283692, infop=0x0, options=0, ru=Cannot access memory at

address 0x4

) at kernel/exit.c:1689

Backtrace stopped: previous frame inner to this frame (corrupt stack?)

(gdb)

使用最新的skyeye

1. 新版本的改进

剩余73页未读，继续阅读

啊看看

粉丝: 36
资源: 323

Linux内核调试实战指南：从入门到深入

Linux 系统内核的调试

linux内核驱动调试方法1

linux内核调试分析指南

linux内核编程指南(第三版)

linux内核编程指南(第三版)pdf

linux内核 课程视频

linux内核编程指南(第3版) pdf

linux内核视频教程文档资料

linux2.6内核标准教程

嵌入式系统linux内核开发实战指南 pdf

最新资源

linux内核课程视频