用 qemu 来调试 Kernel

January 13th, 2016 by JasonLe's Tech Leave a reply »

引言

  • kgdb 方式

kgdb 的方式需要两台电脑,一台是宿主机,另一台是开发机,在开发机上编译打好补丁的内核代码,然后拷贝到宿主机上运行。注:目前 kgdb 支持的版本比较低了,好像在 2.6.19 左右,如果需要调试高版本的内核比较麻烦,而且需要通过串口方式调试,必须需要两台电脑,安装配置也比较麻烦,不过该方式调试比较准确,不会因为优化问题而无法查看变量。

  • uml 方式

uml ( user mode linux kernel ),是一种在用户态调试内核的方式,该调试方式在 2.6 就进入主线了。在源码包中,进入 arch/um 文件夹,就能看到该方式。该方式存在问题是无法调试硬件相关,如果你只需要调试调度、调试文件系统等,那么你可以使用,该方式比较简单,可自行百度。

  • printk 方式

这个方式也就是说在想调试的地方打印调试信息,需要反复的编译,反复增减调试信息是比较繁琐的一个地方。

qemu 调试内核

建议不要从源中拉版本安装,因为可能源中的版本太低,这个问题困扰了我很久,如果版本太低的话,导致文件系统加载的时候会出现故障,会出现以下提示: cannot load filesystem…
首先从 http://wiki.qemu.org/Download 下载最新版的 qemu 源码,我下的是: qemu-2.4.0.tar.bz2 版本,按照下列方式安装就可以了。

$tar -xvf qemu-2.4.0.tar.bz2
$cd qemu-2.4.0
$./configuration
$make install

我就默认安装的,并没有修改安装地址,如果有需要的话请自行定制。

源码配置

$tar -xvf linux-source**
$cd linux-source**
$vim Makefile

编辑 Makefile 文件,将所有 -O2 优化方式修改为 -O0 ,这样可以部分减少查看变量时的 optimized 提示(也就是说变量被编译器优化了,放到寄存器了,无法打印)。

$make menuconfig

接下来修改内核调试选项

kernel将上述选项都选中。 然后就是 make bzImage。这样就会在 arch/i386/boot/ 下生成 bzImage 文件,内核部分就结束了。

文件系统制作

这块我主要是借鉴了网上的一个帖子: http://blog.csdn.net/wesleyluo/article/details/7943087 该帖子详细讲解了如何制作根文件系统,如果你遇到跟我一样的问题,就是制作的根文件系统无法使用的话,也就是提示找不到 filesystem ,那么请你转到 buildroot 工具,制作根文件系统。

gdb 调试

接下来就是调试你的内核啦,不要太激动啊,因为你还是有可能遇到文件系统无法加载啊, qemu 调试报错啊等等问题。
制作一个脚本来快速启动 qemu 调试

#!/bin/bash
qemu-system-i386 -kernel linux_path/arch/i386/bzImage -hda rootfs.ext2 -append "root=/dev/sda rw" -s -S

关于这个 shell 可能有些疑惑, -kernel 就是使用后边的 bzImage 作为内核镜像。 -hda 我的理解就是作为硬盘引导项, -s 是 gdb 调试的快捷方式相当于 -gdb tcp::1234, 打开一个 gdbserver 在 TCP 端口 1234.-S 选项是启动之后就暂停,等待用户命令。

然后新打开一个终端,输入

$gdb linux_path/vmlinux

等待 gdb 把符号加载完成,加载提示:

$Reading symbols from ..../vmlinux ...done

这样就加载完成了,接下来输入:

$target remote localhost:1234
$b start_kernel
$c

就开始运行然后停在了 start_kernel , OK 大功告成了。

参考:

http://blog.csdn.net/wesleyluo/article/details/7943087