一文教你如何使用GDB+Qemu调试Linux内核 |
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概述 在某些情况下,我们需要对于内核中的流程进行分析,虽然通过 BPF 的技术可以对于函数传入的参数和返回结果进行展示,但是在流程的调试上还是不如直接 GDB 单步调试来的直接。本文采用的编译方式如下,在一台 16 核 CentOS 7.7 的机器上进行内核源码相关的编译(主要是考虑编译效率),调试则是基于 VirtualBox 的 Ubuntu 20.04 系统中,采用 Qemu + GDB 进行单步调试,网上查看了很多文章,在最终进行单步跟踪的时候,始终不能够在断点处停止,进行过多次尝试和查询文档,最终发现需要在内核启动参数上添加 ,本文是对整个搭建过程的总结。nokaslr 2. Linux 内核编译和文件系统制作 2.1 Linux 内核编译 编译内核和制作文件系统在 CentOS 7.7 的机器上。源码从国内清华的源下载:http://ftp.sjtu.edu.cn/sites/ftp.kernel.org/pub/linux/kernel/, 此处选择 linux-4.19.172.tar.gz 版本。详细编译步骤如下: 在内核编译选项中,开启如下 内核黑客攻击 — > 编译时检查和编译器选项 — > [ ] 使用调试信息编译内核 以上配置完成后会在当前目录生成 文件,我们可以使用 进行验证:.configgrep 接着我们进行内核编译: 不同发行版本下的内核的详细编译文档可以参考这里。 【文章福利】小编推荐自己的Linux内核技术交流群:【891587639】整理了一些个人觉得比较好的学习书籍、视频资料共享在群文件里面,有需要的可以自行添加哦!!!前100名进群领取,额外赠送一份价值699的内核资料包(含视频教程、电子书、实战项目及代码)
其中上述的 文件内容如下,打印启动日志和系统的整个启动过程花费的时间:init 到此为止我们已经编译了好了 Linux 内核(vmlinux 和 bzImage)和启动的内存文件系统(rootfs.img)。 2.3 错误排查 在编译过程中出现以下报错: 出错的原因是因为我们采用静态编译依赖的底层库没有安装,如果不清楚这些库有哪些 rpm 安装包提供,则可以通过 命令查看,然后安装相关依赖包重新编译即可。yum provides 3. Qemu 启动内核 在上述步骤准备好以后,我们需要在调试的 Ubuntu 20.04 的系统中安装 Qemu 工具,其中调测的 Ubuntu 系统使用 VirtualBox 安装。 把上述编译好的 vmlinux、bzImage、rootfs.img 和编译的源码拷贝到我们当前 Unbuntu 机器中。 拷贝 Linux 编译的源码主要是在 gdb 的调试过程中查看源码,其中 vmlinux 和 linux 源码处于相同的目录,本例中 vmlinux 位于 linux-4.19.172 源目录中。 使用上述命令启动调试,启动后会停止在界面处,并等待远程 gdb 进行调试,在使用 GDB 调试之前,可以先使用以下命令进程测试内核启动是否正常。 其中命令行中各参数如下: -kernel ./bzImage:指定启用的内核镜像; -initrd ./rootfs.img:指定启动的内存文件系统; -Append "nokaslr console=ttyS0":附加参数,其中 参数必须添加进来,防止内核起始地址随机化,这样会导致 gdb 断点不能命中;参数说明可以参见这里。nokaslr -s:监听在 gdb 1234 端口; -S:表示启动后就挂起,等待 gdb 连接; -nographic:不启动图形界面,调试信息输出到终端与参数 组合使用;console=ttyS0 4. GDB 调试 在使用 命令启动内核以后,进入到我们从编译机器上拷贝过来的 Linux 内核源代码目录中,在另外一个终端我们来启动 gdb 命令:qemu-system-x86_64 整体运行界面如下: 5. Eclipse 图像化调试 我们可以通过 eclipse-cdt 进行可视化项目调试。 "File" -> "New" -> "Project" ,然后选择 "Makefile Project with Existing Code" 选项,后续按照向导导入代码。 在 "Run" -> "Debug Configurations" 选项中,创建一个 "C/C++ Attach to Application" 的调试选项。 Project:选择我们刚才创建的项目名字; C/C++ Application:选择编译 Linux 内核带符号信息表的 vmlinux; 启动前构建:选择 "禁用自动构建"; Debugger:选择 gdbserver,具体设置如下图; 在 Debugger 中的 Connection 信息中选择 "TCP",并填写端口为 "1234"; 启动 Debug 调试,即可看到与 gdb 类似的窗口。 启动 "Debug" 调试以后的窗口如下,在 Debug 窗口栏中,设置与 gdb 调试相同的步骤即可。 |
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