.. highlight:: none .. include:: ../disclaimer-zh_TW.rst :Original: Documentation/dev-tools/gdb-kernel-debugging.rst :Translator: 高超 gao chao 通過gdb調試內核和模塊 ===================== Kgdb內核調試器、QEMU等虛擬機管理程序或基於JTAG的硬件接口，支持在運行時使用gdb 調試Linux內核及其模塊。Gdb提供了一個強大的python腳本接口，內核也提供了一套 輔助腳本以簡化典型的內核調試步驟。本文檔爲如何啓用和使用這些腳本提供了一個簡要的教程。 此教程基於QEMU/KVM虛擬機，但文中示例也適用於其他gdb stub。 環境配置要求 ------------ - gdb 7.2+ (推薦版本: 7.4+) 且開啓python支持 (通常發行版上都已支持) 設置 ---- - 創建一個QEMU/KVM的linux虛擬機（詳情請參考 www.linux-kvm.org 和 www.qemu.org ）。 對於交叉開發，https://landley.net/aboriginal/bin 提供了一些鏡像和工具鏈， 可以幫助搭建交叉開發環境。 - 編譯內核時開啓CONFIG_GDB_SCRIPTS，關閉CONFIG_DEBUG_INFO_REDUCED。 如果架構支持CONFIG_FRAME_POINTER，請保持開啓。 - 在guest環境上安裝該內核。如有必要，通過在內核command line中添加“nokaslr”來關閉KASLR。 此外，QEMU允許通過-kernel、-append、-initrd這些命令行選項直接啓動內核。 但這通常僅在不依賴內核模塊時纔有效。有關此模式的更多詳細信息，請參閱QEMU文檔。 在這種情況下，如果架構支持KASLR，應該在禁用CONFIG_RANDOMIZE_BASE的情況下構建內核。 - 啓用QEMU/KVM的gdb stub，可以通過如下方式實現 - 在VM啓動時，通過在QEMU命令行中添加“-s”參數 或 - 在運行時通過從QEMU監視控制檯發送“gdbserver” - 切換到/path/to/linux-build(內核源碼編譯)目錄 - 啓動gdb：gdb vmlinux 注意：某些發行版可能會將gdb腳本的自動加載限制在已知的安全目錄中。 如果gdb報告拒絕加載vmlinux-gdb.py（相關命令找不到），請將:: add-auto-load-safe-path /path/to/linux-build 添加到~/.gdbinit。更多詳細信息，請參閱gdb幫助信息。 - 連接到已啓動的guest環境:: (gdb) target remote :1234 使用Linux提供的gdb腳本的示例 ---------------------------- - 加載模塊（以及主內核）符號:: (gdb) lx-symbols loading vmlinux scanning for modules in /home/user/linux/build loading @0xffffffffa0020000: /home/user/linux/build/net/netfilter/xt_tcpudp.ko loading @0xffffffffa0016000: /home/user/linux/build/net/netfilter/xt_pkttype.ko loading @0xffffffffa0002000: /home/user/linux/build/net/netfilter/xt_limit.ko loading @0xffffffffa00ca000: /home/user/linux/build/net/packet/af_packet.ko loading @0xffffffffa003c000: /home/user/linux/build/fs/fuse/fuse.ko ... loading @0xffffffffa0000000: /home/user/linux/build/drivers/ata/ata_generic.ko - 對一些尚未加載的模塊中的函數函數設置斷點，例如:: (gdb) b btrfs_init_sysfs Function "btrfs_init_sysfs" not defined. Make breakpoint pending on future shared library load? (y or [n]) y Breakpoint 1 (btrfs_init_sysfs) pending. - 繼續執行:: (gdb) c - 加載模塊並且能觀察到正在加載的符號以及斷點命中:: loading @0xffffffffa0034000: /home/user/linux/build/lib/libcrc32c.ko loading @0xffffffffa0050000: /home/user/linux/build/lib/lzo/lzo_compress.ko loading @0xffffffffa006e000: /home/user/linux/build/lib/zlib_deflate/zlib_deflate.ko loading @0xffffffffa01b1000: /home/user/linux/build/fs/btrfs/btrfs.ko Breakpoint 1, btrfs_init_sysfs () at /home/user/linux/fs/btrfs/sysfs.c:36 36 btrfs_kset = kset_create_and_add("btrfs", NULL, fs_kobj); - 查看內核的日誌緩衝區:: (gdb) lx-dmesg [ 0.000000] Initializing cgroup subsys cpuset [ 0.000000] Initializing cgroup subsys cpu [ 0.000000] Linux version 3.8.0-rc4-dbg+ (... [ 0.000000] Command line: root=/dev/sda2 resume=/dev/sda1 vga=0x314 [ 0.000000] e820: BIOS-provided physical RAM map: [ 0.000000] BIOS-e820: [mem 0x0000000000000000-0x000000000009fbff] usable [ 0.000000] BIOS-e820: [mem 0x000000000009fc00-0x000000000009ffff] reserved .... - 查看當前task struct結構體的字段（僅x86和arm64支持）:: (gdb) p $lx_current().pid $1 = 4998 (gdb) p $lx_current().comm $2 = "modprobe\000\000\000\000\000\000\000" - 對當前或指定的CPU使用per-cpu函數:: (gdb) p $lx_per_cpu("runqueues").nr_running $3 = 1 (gdb) p $lx_per_cpu("runqueues", 2).nr_running $4 = 0 - 使用container_of查看更多hrtimers信息:: (gdb) set $next = $lx_per_cpu("hrtimer_bases").clock_base[0].active.next (gdb) p *$container_of($next, "struct hrtimer", "node") $5 = { node = { node = { __rb_parent_color = 18446612133355256072, rb_right = 0x0 , rb_left = 0x0 }, expires = { tv64 = 1835268000000 } }, _softexpires = { tv64 = 1835268000000 }, function = 0xffffffff81078232 , base = 0xffff88003fd0d6f0, state = 1, start_pid = 0, start_site = 0xffffffff81055c1f , start_comm = "swapper/2\000\000\000\000\000\000" } 命令和輔助調試功能列表 ---------------------- 命令和輔助調試功能可能會隨着時間的推移而改進，此文顯示的是初始版本的部分示例:: (gdb) apropos lx function lx_current -- Return current task function lx_module -- Find module by name and return the module variable function lx_per_cpu -- Return per-cpu variable function lx_task_by_pid -- Find Linux task by PID and return the task_struct variable function lx_thread_info -- Calculate Linux thread_info from task variable lx-dmesg -- Print Linux kernel log buffer lx-lsmod -- List currently loaded modules lx-symbols -- (Re-)load symbols of Linux kernel and currently loaded modules 可以通過“help ”或“help function ”命令 獲取指定命令或指定調試功能的更多詳細信息。