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Linux系統(tǒng)中內(nèi)核調(diào)試的示例分析-創(chuàng)新互聯(lián)

這篇文章主要介紹了Linux系統(tǒng)中內(nèi)核調(diào)試的示例分析,具有一定借鑒價(jià)值,感興趣的朋友可以參考下,希望大家閱讀完這篇文章之后大有收獲,下面讓小編帶著大家一起了解一下。

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調(diào)試是軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程中一個(gè)必不可少的環(huán)節(jié),在 Linux 內(nèi)核開(kāi)發(fā)的過(guò)程中也不可避免地會(huì)面對(duì)如何調(diào)試內(nèi)核的問(wèn)題。但是,Linux 系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)者出于保證內(nèi)核代碼正確性的考慮,不愿意在 Linux 內(nèi)核源代碼樹(shù)中加入一個(gè)調(diào)試器。他們認(rèn)為內(nèi)核中的調(diào)試器會(huì)誤導(dǎo)開(kāi)發(fā)者,從而引入不良的修正[1]。所以對(duì) Linux 內(nèi)核進(jìn)行調(diào)試一直是個(gè)令內(nèi)核程序員感到棘手的問(wèn)題,調(diào)試工作的艱苦性是內(nèi)核級(jí)的開(kāi)發(fā)區(qū)別于用戶級(jí)開(kāi)發(fā)的一個(gè)顯著特點(diǎn)。

盡管缺乏一種內(nèi)置的調(diào)試內(nèi)核的有效方法,但是 Linux 系統(tǒng)在內(nèi)核發(fā)展的過(guò)程中也逐漸形成了一些監(jiān)視內(nèi)核代碼和錯(cuò)誤跟蹤的技術(shù)。同時(shí),許多的補(bǔ)丁程序應(yīng)運(yùn)而生,它們?yōu)闃?biāo)準(zhǔn)內(nèi)核附加了內(nèi)核調(diào)試的支持。盡管這些補(bǔ)丁有些并不被 Linux 官方組織認(rèn)可,但他們確實(shí)功能完善,十分強(qiáng)大。調(diào)試內(nèi)核問(wèn)題時(shí),利用這些工具與方法跟蹤內(nèi)核執(zhí)行情況,并查看其內(nèi)存和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)將是非常有用的。

本文將首先介紹 Linux 內(nèi)核上的一些內(nèi)核代碼監(jiān)視和錯(cuò)誤跟蹤技術(shù),這些調(diào)試和跟蹤方法因所要求的使用環(huán)境和使用方法而各有不同,然后重點(diǎn)介紹三種 Linux 內(nèi)核的源代碼級(jí)的調(diào)試方法。

1. Linux 系統(tǒng)內(nèi)核級(jí)軟件的調(diào)試技術(shù)

printk() 是調(diào)試內(nèi)核代碼時(shí)最常用的一種技術(shù)。在內(nèi)核代碼中的特定位置加入printk() 調(diào)試調(diào)用,可以直接把所關(guān)心的信息打打印到屏幕上,從而可以觀察程序的執(zhí)行路徑和所關(guān)心的變量、指針等信息。 Linux 內(nèi)核調(diào)試器(Linux kernel debugger,kdb)是 Linux 內(nèi)核的補(bǔ)丁,它提供了一種在系統(tǒng)能運(yùn)行時(shí)對(duì)內(nèi)核內(nèi)存和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢查的辦法。Oops、KDB在文章掌握 Linux 調(diào)試技術(shù)有詳細(xì)介紹,大家可以參考。 Kprobes 提供了一個(gè)強(qiáng)行進(jìn)入任何內(nèi)核例程,并從中斷處理器無(wú)干擾地收集信息的接口。使用 Kprobes 可以輕松地收集處理器寄存器和全局?jǐn)?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等調(diào)試信息,而無(wú)需對(duì)Linux內(nèi)核頻繁編譯和啟動(dòng),具體使用方法,請(qǐng)參考使用 Kprobes 調(diào)試內(nèi)核。

以上介紹了進(jìn)行Linux內(nèi)核調(diào)試和跟蹤時(shí)的常用技術(shù)和方法。當(dāng)然,內(nèi)核調(diào)試與跟蹤的方法還不止以上提到的這些。這些調(diào)試技術(shù)的一個(gè)共同的特點(diǎn)在于,他們都不能提供源代碼級(jí)的有效的內(nèi)核調(diào)試手段,有些只能稱之為錯(cuò)誤跟蹤技術(shù),因此這些方法都只能提供有限的調(diào)試能力。下面將介紹三種實(shí)用的源代碼級(jí)的內(nèi)核調(diào)試方法。

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2. 使用KGDB構(gòu)建Linux內(nèi)核調(diào)試環(huán)境

kgdb提供了一種使用 gdb調(diào)試 Linux 內(nèi)核的機(jī)制。使用KGDB可以象調(diào)試普通的應(yīng)用程序那樣,在內(nèi)核中進(jìn)行設(shè)置斷點(diǎn)、檢查變量值、單步跟蹤程序運(yùn)行等操作。使用KGDB調(diào)試時(shí)需要兩臺(tái)機(jī)器,一臺(tái)作為開(kāi)發(fā)機(jī)(Development Machine),另一臺(tái)作為目標(biāo)機(jī)(Target Machine),兩臺(tái)機(jī)器之間通過(guò)串口或者以太網(wǎng)口相連。串口連接線是一根RS-232接口的電纜,在其內(nèi)部?jī)啥说牡?腳(TXD)與第3腳(RXD)交叉相連,第7腳(接地腳)直接相連。調(diào)試過(guò)程中,被調(diào)試的內(nèi)核運(yùn)行在目標(biāo)機(jī)上,gdb調(diào)試器運(yùn)行在開(kāi)發(fā)機(jī)上。

目前,kgdb發(fā)布支持i386、x86_64、32-bit PPC、SPARC等幾種體系結(jié)構(gòu)的調(diào)試器。有關(guān)kgdb補(bǔ)丁的下載地址見(jiàn)參考資料[4]。

2.1 kgdb的調(diào)試原理

安裝kgdb調(diào)試環(huán)境需要為L(zhǎng)inux內(nèi)核應(yīng)用kgdb補(bǔ)丁,補(bǔ)丁實(shí)現(xiàn)的gdb遠(yuǎn)程調(diào)試所需要的功能包括命令處理、陷阱處理及串口通訊3個(gè)主要的部分。kgdb補(bǔ)丁的主要作用是在Linux內(nèi)核中添加了一個(gè)調(diào)試Stub。調(diào)試Stub是Linux內(nèi)核中的一小段代碼,提供了運(yùn)行g(shù)db的開(kāi)發(fā)機(jī)和所調(diào)試內(nèi)核之間的一個(gè)媒介。gdb和調(diào)試stub之間通過(guò)gdb串行協(xié)議進(jìn)行通訊。gdb串行協(xié)議是一種基于消息的ASCII碼協(xié)議,包含了各種調(diào)試命令。當(dāng)設(shè)置斷點(diǎn)時(shí),kgdb負(fù)責(zé)在設(shè)置斷點(diǎn)的指令前增加一條trap指令,當(dāng)執(zhí)行到斷點(diǎn)時(shí)控制權(quán)就轉(zhuǎn)移到調(diào)試stub中去。此時(shí),調(diào)試stub的任務(wù)就是使用遠(yuǎn)程串行通信協(xié)議將當(dāng)前環(huán)境傳送給gdb,然后從gdb處接受命令。gdb命令告訴stub下一步該做什么,當(dāng)stub收到繼續(xù)執(zhí)行的命令時(shí),將恢復(fù)程序的運(yùn)行環(huán)境,把對(duì)CPU的控制權(quán)重新交還給內(nèi)核。

Linux系統(tǒng)中內(nèi)核調(diào)試的示例分析

2.2 Kgdb的安裝與設(shè)置

下面我們將以Linux 2.6.7內(nèi)核為例詳細(xì)介紹kgdb調(diào)試環(huán)境的建立過(guò)程。

2.2.1軟硬件準(zhǔn)備

以下軟硬件配置取自筆者進(jìn)行試驗(yàn)的系統(tǒng)配置情況:

Linux系統(tǒng)中內(nèi)核調(diào)試的示例分析

kgdb補(bǔ)丁的版本遵循如下命名模式:Linux-A-kgdb-B,其中A表示Linux的內(nèi)核版本號(hào),B為kgdb的版本號(hào)。以試驗(yàn)使用的kgdb補(bǔ)丁為例,linux內(nèi)核的版本為linux-2.6.7,補(bǔ)丁版本為kgdb-2.2。

物理連接好串口線后,使用以下命令來(lái)測(cè)試兩臺(tái)機(jī)器之間串口連接情況,stty命令可以對(duì)串口參數(shù)進(jìn)行設(shè)置:

在development機(jī)上執(zhí)行:

stty ispeed 115200 ospeed 115200 -F /dev/ttyS0

在target機(jī)上執(zhí)行:

stty ispeed 115200 ospeed 115200 -F /dev/ttyS0

在developement機(jī)上執(zhí)行:

echo hello > /dev/ttyS0

在target機(jī)上執(zhí)行:

cat /dev/ttyS0

如果串口連接沒(méi)問(wèn)題的話在將在target機(jī)的屏幕上顯示"hello"。

2.2.2 安裝與配置

下面我們需要應(yīng)用kgdb補(bǔ)丁到Linux內(nèi)核,設(shè)置內(nèi)核選項(xiàng)并編譯內(nèi)核。這方面的資料相對(duì)較少,筆者這里給出詳細(xì)的介紹。下面的工作在開(kāi)發(fā)機(jī)(developement)上進(jìn)行,以上面介紹的試驗(yàn)環(huán)境為例,某些具體步驟在實(shí)際的環(huán)境中可能要做適當(dāng)?shù)母膭?dòng):

I、內(nèi)核的配置與編譯

[root@lisl tmp]# tar -jxvf linux-2.6.7.tar.bz2 [root@lisl tmp]#tar -jxvf linux-2.6.7-kgdb-2.2.tar.tar [root@lisl tmp]#cd inux-2.6.7

請(qǐng)參照目錄補(bǔ)丁包中文件README給出的說(shuō)明,執(zhí)行對(duì)應(yīng)體系結(jié)構(gòu)的補(bǔ)丁程序。由于試驗(yàn)在i386體系結(jié)構(gòu)上完成,所以只需要安裝一下補(bǔ)?。篶ore-lite.patch、i386-lite.patch、8250.patch、eth.patch、core.patch、i386.patch。應(yīng)用補(bǔ)丁文件時(shí),請(qǐng)遵循kgdb軟件包內(nèi)series文件所指定的順序,否則可能會(huì)帶來(lái)預(yù)想不到的問(wèn)題。eth.patch文件是選擇以太網(wǎng)口作為調(diào)試的連接端口時(shí)需要運(yùn)用的補(bǔ)丁。

應(yīng)用補(bǔ)丁的命令如下所示:

[root@lisl tmp]#patch -p1 <../linux-2.6.7-kgdb-2.2/core-lite.patch

如果內(nèi)核正確,那么應(yīng)用補(bǔ)丁時(shí)應(yīng)該不會(huì)出現(xiàn)任何問(wèn)題(不會(huì)產(chǎn)生*.rej文件)。為L(zhǎng)inux內(nèi)核添加了補(bǔ)丁之后,需要進(jìn)行內(nèi)核的配置。內(nèi)核的配置可以按照你的習(xí)慣選擇配置Linux內(nèi)核的任意一種方式。

[root@lisl tmp]#make menuconfig

在內(nèi)核配置菜單的Kernel hacking選項(xiàng)中選擇kgdb調(diào)試項(xiàng),例如:

[*] KGDB: kernel debugging with remote gdb Method for KGDB communication (KGDB: On generic serial port (8250)) ---> [*] KGDB: Thread analysis [*] KGDB: Console messages through gdb [root@lisl tmp]#make

編譯內(nèi)核之前請(qǐng)注意Linux目錄下Makefile中的優(yōu)化選項(xiàng),默認(rèn)的Linux內(nèi)核的編譯都以-O2的優(yōu)化級(jí)別進(jìn)行。在這個(gè)優(yōu)化級(jí)別之下,編譯器要對(duì)內(nèi)核中的某些代碼的執(zhí)行順序進(jìn)行改動(dòng),所以在調(diào)試時(shí)會(huì)出現(xiàn)程序運(yùn)行與代碼順序不一致的情況??梢园袽akefile中的-O2選項(xiàng)改為-O,但不可去掉-O,否則編譯會(huì)出問(wèn)題。為了使編譯后的內(nèi)核帶有調(diào)試信息,注意在編譯內(nèi)核的時(shí)候需要加上-g選項(xiàng)。

不過(guò),當(dāng)選擇"Kernel debugging->Compile the kernel with debug info"選項(xiàng)后配置系統(tǒng)將自動(dòng)打開(kāi)調(diào)試選項(xiàng)。另外,選擇"kernel debugging with remote gdb"后,配置系統(tǒng)將自動(dòng)打開(kāi)"Compile the kernel with debug info"選項(xiàng)。

內(nèi)核編譯完成后,使用scp命令進(jìn)行將相關(guān)文件拷貝到target機(jī)上(當(dāng)然也可以使用其它的網(wǎng)絡(luò)工具,如rcp)。

[root@lisl tmp]#scp arch/i386/boot/bzImage root@192.168.6.13:/boot/vmlinuz-2.6.7-kgdb [root@lisl tmp]#scp System.map root@192.168.6.13:/boot/System.map-2.6.7-kgdb

如果系統(tǒng)啟動(dòng)使所需要的某些設(shè)備驅(qū)動(dòng)沒(méi)有編譯進(jìn)內(nèi)核的情況下,那么還需要執(zhí)行如下操作:

[root@lisl tmp]#mkinitrd /boot/initrd-2.6.7-kgdb 2.6.7 [root@lisl tmp]#scp initrd-2.6.7-kgdb root@192.168.6.13:/boot/ initrd-2.6.7-kgdb

II、kgdb的啟動(dòng)

在將編譯出的內(nèi)核拷貝的到target機(jī)器之后,需要配置系統(tǒng)引導(dǎo)程序,加入內(nèi)核的啟動(dòng)選項(xiàng)。以下是kgdb內(nèi)核引導(dǎo)參數(shù)的說(shuō)明:

Linux系統(tǒng)中內(nèi)核調(diào)試的示例分析

如表中所述,在kgdb 2.0版本之后內(nèi)核的引導(dǎo)參數(shù)已經(jīng)與以前的版本有所不同。使用grub引導(dǎo)程序時(shí),直接將kgdb參數(shù)作為內(nèi)核vmlinuz的引導(dǎo)參數(shù)。下面給出引導(dǎo)器的配置示例。

title 2.6.7 kgdb root (hd0,0) kernel /boot/vmlinuz-2.6.7-kgdb ro root=/dev/hda1 kgdbwait kgdb8250=1,115200

在使用lilo作為引導(dǎo)程序時(shí),需要把kgdb參放在由append修飾的語(yǔ)句中。下面給出使用lilo作為引導(dǎo)器時(shí)的配置示例。

image=/boot/vmlinuz-2.6.7-kgdb label=kgdb read-only root=/dev/hda3 append="gdb gdbttyS=1 gdbbaud=115200"

保存好以上配置后重新啟動(dòng)計(jì)算機(jī),選擇啟動(dòng)帶調(diào)試信息的內(nèi)核,內(nèi)核將在短暫的運(yùn)行后在創(chuàng)建init內(nèi)核線程之前停下來(lái),打印出以下信息,并等待開(kāi)發(fā)機(jī)的連接。

Waiting for connection from remote gdb...

在開(kāi)發(fā)機(jī)上執(zhí)行:

gdb file vmlinux set remotebaud 115200 target remote /dev/ttyS0

其中vmlinux是指向源代碼目錄下編譯出來(lái)的Linux內(nèi)核文件的鏈接,它是沒(méi)有經(jīng)過(guò)壓縮的內(nèi)核文件,gdb程序從該文件中得到各種符號(hào)地址信息。

這樣,就與目標(biāo)機(jī)上的kgdb調(diào)試接口建立了聯(lián)系。一旦建立聯(lián)接之后,對(duì)Linux內(nèi)的調(diào)試工作與對(duì)普通的運(yùn)用程序的調(diào)試就沒(méi)有什么區(qū)別了。任何時(shí)候都可以通過(guò)鍵入ctrl+c打斷目標(biāo)機(jī)的執(zhí)行,進(jìn)行具體的調(diào)試工作。

在kgdb 2.0之前的版本中,編譯內(nèi)核后在arch/i386/kernel目錄下還會(huì)生成可執(zhí)行文件gdbstart。將該文件拷貝到target機(jī)器的/boot目錄下,此時(shí)無(wú)需更改內(nèi)核的啟動(dòng)配置文件,直接使用命令:

[root@lisl boot]#gdbstart -s 115200 -t /dev/ttyS0

可以在KGDB內(nèi)核引導(dǎo)啟動(dòng)完成后建立開(kāi)發(fā)機(jī)與目標(biāo)機(jī)之間的調(diào)試聯(lián)系。

2.2.3 通過(guò)網(wǎng)絡(luò)接口進(jìn)行調(diào)試

kgdb也支持使用以太網(wǎng)接口作為調(diào)試器的連接端口。在對(duì)Linux內(nèi)核應(yīng)用補(bǔ)丁包時(shí),需應(yīng)用eth.patch補(bǔ)丁文件。配置內(nèi)核時(shí)在Kernel hacking中選擇kgdb調(diào)試項(xiàng),配置kgdb調(diào)試端口為以太網(wǎng)接口,例如:

[*]KGDB: kernel debugging with remote gdb Method for KGDB communication (KGDB: On ethernet) ---> ( ) KGDB: On generic serial port (8250) (X) KGDB: On ethernet

另外使用eth0網(wǎng)口作為調(diào)試端口時(shí),grub.list的配置如下:

title 2.6.7 kgdb root (hd0,0) kernel /boot/vmlinuz-2.6.7-kgdb ro root=/dev/hda1 kgdbwait kgdboe=@192.168. 5.13/,@192.168. 6.13/

其他的過(guò)程與使用串口作為連接端口時(shí)的設(shè)置過(guò)程相同。

注意:盡管可以使用以太網(wǎng)口作為kgdb的調(diào)試端口,使用串口作為連接端口更加簡(jiǎn)單易行,kgdb項(xiàng)目組推薦使用串口作為調(diào)試端口。

2.2.4 模塊的調(diào)試方法

內(nèi)核可加載模塊的調(diào)試具有其特殊性。由于內(nèi)核模塊中各段的地址是在模塊加載進(jìn)內(nèi)核的時(shí)候才最終確定的,所以develop機(jī)的gdb無(wú)法得到各種符號(hào)地址信息。所以,使用kgdb調(diào)試模塊所需要解決的一個(gè)問(wèn)題是,需要通過(guò)某種方法獲得可加載模塊的最終加載地址信息,并把這些信息加入到gdb環(huán)境中。

I、在Linux 2.4內(nèi)核中的內(nèi)核模塊調(diào)試方法

在Linux2.4.x內(nèi)核中,可以使用insmod -m命令輸出模塊的加載信息,例如:

[root@lisl tmp]# insmod -m hello.ko >modaddr

查看模塊加載信息文件modaddr如下:

.this 00000060 c88d8000 2**2 .text 00000035 c88d8060 2**2 .rodata 00000069 c88d80a0 2**5 &hellip;&hellip; .data 00000000 c88d833c 2**2 .bss 00000000 c88d833c 2**2 &hellip;&hellip;

在這些信息中,我們關(guān)心的只有4個(gè)段的地址:.text、.rodata、.data、.bss。在development機(jī)上將以上地址信息加入到gdb中,這樣就可以進(jìn)行模塊功能的測(cè)試了。

(gdb) Add-symbol-file hello.o 0xc88d8060 -s .data 0xc88d80a0 -s .rodata 0xc88d80a0 -s .bss 0x c88d833c

這種方法也存在一定的不足,它不能調(diào)試模塊初始化的代碼,因?yàn)榇藭r(shí)模塊初始化代碼已經(jīng)執(zhí)行過(guò)了。而如果不執(zhí)行模塊的加載又無(wú)法獲得模塊插入地址,更不可能在模塊初始化之前設(shè)置斷點(diǎn)了。對(duì)于這種調(diào)試要求可以采用以下替代方法。

在target機(jī)上用上述方法得到模塊加載的地址信息,然后再用rmmod卸載模塊。在development機(jī)上將得到的模塊地址信息導(dǎo)入到gdb環(huán)境中,在內(nèi)核代碼的調(diào)用初始化代碼之前設(shè)置斷點(diǎn)。這樣,在target機(jī)上再次插入模塊時(shí),代碼將在執(zhí)行模塊初始化之前停下來(lái),這樣就可以使用gdb命令調(diào)試模塊初始化代碼了。

另外一種調(diào)試模塊初始化函數(shù)的方法是:當(dāng)插入內(nèi)核模塊時(shí),內(nèi)核模塊機(jī)制將調(diào)用函數(shù)sys_init_module(kernel/modle.c)執(zhí)行對(duì)內(nèi)核模塊的初始化,該函數(shù)將調(diào)用所插入模塊的初始化函數(shù)。程序代碼片斷如下:

&hellip;&hellip; &hellip;&hellip; if (mod->init != NULL) ret = mod->init(); &hellip;&hellip; &hellip;&hellip;

在該語(yǔ)句上設(shè)置斷點(diǎn),也能在執(zhí)行模塊初始化之前停下來(lái)。

II、在Linux 2.6.x內(nèi)核中的內(nèi)核模塊調(diào)試方法

Linux 2.6之后的內(nèi)核中,由于module-init-tools工具的更改,insmod命令不再支持-m參數(shù),只有采取其他的方法來(lái)獲取模塊加載到內(nèi)核的地址。通過(guò)分析ELF文件格式,我們知道程序中各段的意義如下:

.text(代碼段):用來(lái)存放可執(zhí)行文件的操作指令,也就是說(shuō)是它是可執(zhí)行程序在內(nèi)存種的鏡像。

.data(數(shù)據(jù)段):數(shù)據(jù)段用來(lái)存放可執(zhí)行文件中已初始化全局變量,也就是存放程序靜態(tài)分配的變量和全局變量。

.bss(BSS段):BSS段包含了程序中未初始化全局變量,在內(nèi)存中 bss段全部置零。

.rodata(只讀段):該段保存著只讀數(shù)據(jù),在進(jìn)程映象中構(gòu)造不可寫(xiě)的段。

通過(guò)在模塊初始化函數(shù)中放置一下代碼,我們可以很容易地獲得模塊加載到內(nèi)存中的地址。

&hellip;&hellip; int bss_var; static int hello_init(void) { printk(KERN_ALERT "Text location .text(Code Segment):%p\n",hello_init); static int data_var=0; printk(KERN_ALERT "Data Location .data(Data Segment):%p\n",&data_var); printk(KERN_ALERT "BSS Location: .bss(BSS Segment):%p\n",&bss_var); &hellip;&hellip; } Module_init(hello_init);

這里,通過(guò)在模塊的初始化函數(shù)中添加一段簡(jiǎn)單的程序,使模塊在加載時(shí)打印出在內(nèi)核中的加載地址。.rodata段的地址可以通過(guò)執(zhí)行命令readelf -e hello.ko,取得.rodata在文件中的偏移量并加上段的align值得出。

為了使讀者能夠更好地進(jìn)行模塊的調(diào)試,kgdb項(xiàng)目還發(fā)布了一些腳本程序能夠自動(dòng)探測(cè)模塊的插入并自動(dòng)更新gdb中模塊的符號(hào)信息。這些腳本程序的工作原理與前面解釋的工作過(guò)程相似,更多的信息請(qǐng)閱讀參考資料[4]。

2.2.5 硬件斷點(diǎn)

kgdb提供對(duì)硬件調(diào)試寄存器的支持。在kgdb中可以設(shè)置三種硬件斷點(diǎn):執(zhí)行斷點(diǎn)(Execution Breakpoint)、寫(xiě)斷點(diǎn)(Write Breakpoint)、訪問(wèn)斷點(diǎn)(Access Breakpoint)但不支持I/O訪問(wèn)的斷點(diǎn)。目前,kgdb對(duì)硬件斷點(diǎn)的支持是通過(guò)宏來(lái)實(shí)現(xiàn)的,最多可以設(shè)置4個(gè)硬件斷點(diǎn),這些宏的用法如下:

Linux系統(tǒng)中內(nèi)核調(diào)試的示例分析

在有些情況下,硬件斷點(diǎn)的使用對(duì)于內(nèi)核的調(diào)試是非常方便的。有關(guān)硬件斷點(diǎn)的定義和具體的使用說(shuō)明見(jiàn)參考資料[4]。

2.3.在VMware中搭建調(diào)試環(huán)境

kgdb調(diào)試環(huán)境需要使用兩臺(tái)微機(jī)分別充當(dāng)development機(jī)和target機(jī),使用VMware后我們只使用一臺(tái)計(jì)算機(jī)就可以順利完成kgdb調(diào)試環(huán)境的搭建。以windows下的環(huán)境為例,創(chuàng)建兩臺(tái)虛擬機(jī),一臺(tái)作為開(kāi)發(fā)機(jī),一臺(tái)作為目標(biāo)機(jī)。

2.3.1虛擬機(jī)之間的串口連接

虛擬機(jī)中的串口連接可以采用兩種方法。一種是指定虛擬機(jī)的串口連接到實(shí)際的COM上,例如開(kāi)發(fā)機(jī)連接到COM1,目標(biāo)機(jī)連接到COM2,然后把兩個(gè)串口通過(guò)串口線相連接。另一種更為簡(jiǎn)便的方法是:在較高一些版本的VMware中都支持把串口映射到命名管道,把兩個(gè)虛擬機(jī)的串口映射到同一個(gè)命名管道。例如,在兩個(gè)虛擬機(jī)中都選定同一個(gè)命名管道 \\.\pipe\com_1,指定target機(jī)的COM口為server端,并選擇"The other end is a virtual machine"屬性;指定development機(jī)的COM口端為client端,同樣指定COM口的"The other end is a virtual machine"屬性。對(duì)于IO mode屬性,在target上選中"Yield CPU on poll"復(fù)選擇框,development機(jī)不選。這樣,可以無(wú)需附加任何硬件,利用虛擬機(jī)就可以搭建kgdb調(diào)試環(huán)境。即降低了使用kgdb進(jìn)行調(diào)試的硬件要求,也簡(jiǎn)化了建立調(diào)試環(huán)境的過(guò)程。

Linux系統(tǒng)中內(nèi)核調(diào)試的示例分析

2.3.2 VMware的使用技巧

VMware虛擬機(jī)是比較占用資源的,尤其是象上面那樣在Windows中使用兩臺(tái)虛擬機(jī)。因此,好為系統(tǒng)配備512M以上的內(nèi)存,每臺(tái)虛擬機(jī)至少分配128M的內(nèi)存。這樣的硬件要求,對(duì)目前主流配置的PC而言并不是過(guò)高的要求。出于系統(tǒng)性能的考慮,在VMware中盡量使用字符界面進(jìn)行調(diào)試工作。同時(shí),Linux系統(tǒng)默認(rèn)情況下開(kāi)啟了sshd服務(wù),建議使用SecureCRT登陸到Linux進(jìn)行操作,這樣可以有較好的用戶使用界面。

2.3.3 在Linux下的虛擬機(jī)中使用kgdb

對(duì)于在Linux下面使用VMware虛擬機(jī)的情況,筆者沒(méi)有做過(guò)實(shí)際的探索。從原理上而言,只需要在Linux下只要?jiǎng)?chuàng)建一臺(tái)虛擬機(jī)作為target機(jī),開(kāi)發(fā)機(jī)的工作可以在實(shí)際的Linux環(huán)境中進(jìn)行,搭建調(diào)試環(huán)境的過(guò)程與上面所述的過(guò)程類似。由于只需要?jiǎng)?chuàng)建一臺(tái)虛擬機(jī),所以使用Linux下的虛擬機(jī)搭建kgdb調(diào)試環(huán)境對(duì)系統(tǒng)性能的要求較低。(vmware已經(jīng)推出了Linux下的版本)還可以在development機(jī)上配合使用一些其他的調(diào)試工具,例如功能更強(qiáng)大的cgdb、圖形界面的DDD調(diào)試器等,以方便內(nèi)核的調(diào)試工作。

Linux系統(tǒng)中內(nèi)核調(diào)試的示例分析

2.4 kgdb的一些特點(diǎn)和不足

使用kgdb作為內(nèi)核調(diào)試環(huán)境較大的不足在于對(duì)kgdb硬件環(huán)境的要求較高,必須使用兩臺(tái)計(jì)算機(jī)分別作為target和development機(jī)。盡管使用虛擬機(jī)的方法可以只用一臺(tái)PC即能搭建調(diào)試環(huán)境,但是對(duì)系統(tǒng)其他方面的性能也提出了一定的要求,同時(shí)也增加了搭建調(diào)試環(huán)境時(shí)復(fù)雜程度。另外,kgdb內(nèi)核的編譯、配置也比較復(fù)雜,需要一定的技巧,筆者當(dāng)時(shí)做的時(shí)候也是費(fèi)了很多周折。當(dāng)調(diào)試過(guò)程結(jié)束后時(shí),還需要重新制作所要發(fā)布的內(nèi)核。使用kgdb并不能進(jìn)行全程調(diào)試,也就是說(shuō)kgdb并不能用于調(diào)試系統(tǒng)一開(kāi)始的初始化引導(dǎo)過(guò)程。

不過(guò),kgdb是一個(gè)不錯(cuò)的內(nèi)核調(diào)試工具,使用它可以進(jìn)行對(duì)內(nèi)核的全面調(diào)試,甚至可以調(diào)試內(nèi)核的中斷處理程序。如果在一些圖形化的開(kāi)發(fā)工具的幫助下,對(duì)內(nèi)核的調(diào)試將更方便。

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3. 使用SkyEye構(gòu)建Linux內(nèi)核調(diào)試環(huán)境

SkyEye是一個(gè)開(kāi)源軟件項(xiàng)目(OPenSource Software),SkyEye項(xiàng)目的目標(biāo)是在通用的Linux和Windows平臺(tái)上模擬常見(jiàn)的嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。SkyEye實(shí)現(xiàn)了一個(gè)指令級(jí)的硬件模擬平臺(tái),可以模擬多種嵌入式開(kāi)發(fā)板,支持多種CPU指令集。SkyEye 的核心是 GNU 的 gdb 項(xiàng)目,它把gdb和 ARM Simulator很好地結(jié)合在了一起。加入ARMulator 的功能之后,它就可以來(lái)仿真嵌入式開(kāi)發(fā)板,在它上面不僅可以調(diào)試硬件驅(qū)動(dòng),還可以調(diào)試操作系統(tǒng)。Skyeye項(xiàng)目目前已經(jīng)在嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)領(lǐng)域得到了很大的推廣。

3.1 SkyEye的安裝和&mu;cLinux內(nèi)核編譯

3.1.1 SkyEye的安裝

SkyEye的安裝不是本文要介紹的重點(diǎn),目前已經(jīng)有大量的資料對(duì)此進(jìn)行了介紹。有關(guān)SkyEye的安裝與使用的內(nèi)容請(qǐng)查閱參考資料[11]。由于skyeye面目主要用于嵌入式系統(tǒng)領(lǐng)域,所以在skyeye上經(jīng)常使用的是&mu;cLinux系統(tǒng),當(dāng)然使用Linux作為skyeye上運(yùn)行的系統(tǒng)也是可以的。由于介紹&mu;cLinux 2.6在skyeye上編譯的相關(guān)資料并不多,所以下面進(jìn)行詳細(xì)介紹。

3.1.2 &mu;cLinux 2.6.x的編譯

要在SkyEye中調(diào)試操作系統(tǒng)內(nèi)核,首先必須使被調(diào)試內(nèi)核能在SkyEye所模擬的開(kāi)發(fā)板上正確運(yùn)行。因此,正確編譯待調(diào)試操作系統(tǒng)內(nèi)核并配置SkyEye是進(jìn)行內(nèi)核調(diào)試的第一步。下面我們以SkyEye模擬基于Atmel AT91X40的開(kāi)發(fā)板,并運(yùn)行&mu;cLinux 2.6為例介紹SkyEye的具體調(diào)試方法。

I、安裝交叉編譯環(huán)境

先安裝交叉編譯器。盡管在一些資料中說(shuō)明使用工具鏈arm-elf-tools-20040427.sh ,但是由于arm-elf-xxx與arm-linux-xxx對(duì)宏及鏈接處理的不同,經(jīng)驗(yàn)證明使用arm-elf-xxx工具鏈在鏈接vmlinux的最后階段將會(huì)出錯(cuò)。所以這里我們使用的交叉編譯工具鏈?zhǔn)牵篴rm-uclinux-tools-base-gcc3.4.0-20040713.sh,關(guān)于該交叉編譯工具鏈的下載地址請(qǐng)參見(jiàn)[6]。注意以下步驟好用root用戶來(lái)執(zhí)行。

[root@lisl tmp]#chmod +x arm-uclinux-tools-base-gcc3.4.0-20040713.sh [root@lisl tmp]#./arm-uclinux-tools-base-gcc3.4.0-20040713.sh

安裝交叉編譯工具鏈之后,請(qǐng)確保工具鏈安裝路徑存在于系統(tǒng)PATH變量中。

II、制作&mu;cLinux內(nèi)核

得到&mu;cLinux發(fā)布包的一個(gè)最容易的方法是直接訪問(wèn)uClinux.org站點(diǎn)[7]。該站點(diǎn)發(fā)布的內(nèi)核版本可能不是新的,但你能找到一個(gè)新的&mu;cLinux補(bǔ)丁以及找一個(gè)對(duì)應(yīng)的Linux內(nèi)核版本來(lái)制作一個(gè)新的&mu;cLinux內(nèi)核。這里,將使用這種方法來(lái)制作新的&mu;cLinux內(nèi)核。目前(筆者記錄編寫(xiě)此文章時(shí)),所能得到的發(fā)布包的新版本是uClinux-dist.20041215.tar.gz。

下載uClinux-dist.20041215.tar.gz,文件的下載地址請(qǐng)參見(jiàn)[7]。

下載linux-2.6.9-hsc0.patch.gz,文件的下載地址請(qǐng)參見(jiàn)[8]。

下載linux-2.6.9.tar.bz2,文件的下載地址請(qǐng)參見(jiàn)[9]。

現(xiàn)在我們得到了整個(gè)的linux-2.6.9源代碼,以及所需的內(nèi)核補(bǔ)丁。請(qǐng)準(zhǔn)備一個(gè)有2GB空間的目錄里來(lái)完成以下制作&mu;cLinux內(nèi)核的過(guò)程。

[root@lisl tmp]# tar -jxvf uClinux-dist-20041215.tar.bz2 [root@lisl uClinux-dist]# tar -jxvf linux-2.6.9.tar.bz2 [root@lisl uClinux-dist]# gzip -dc linux-2.6.9-hsc0.patch.gz | patch -p0

或者使用:

[root@lisl uClinux-dist]# gunzip linux-2.6.9-hsc0.patch.gz [root@lisl uClinux-dist]patch -p0 < linux-2.6.9-hsc0.patch

執(zhí)行以上過(guò)程后,將在linux-2.6.9/arch目錄下生成一個(gè)補(bǔ)丁目錄-armnommu。刪除原來(lái)&mu;cLinux目錄里的linux-2.6.x(即那個(gè)linux-2.6.9-uc0),并將我們打好補(bǔ)丁的Linux內(nèi)核目錄更名為linux-2.6.x。

[root@lisl uClinux-dist]# rm -rf linux-2.6.x/ [root@lisl uClinux-dist]# mv linux-2.6.9 linux-2.6.x

III、配置和編譯&mu;cLinux內(nèi)核

因?yàn)橹皇浅鲇谡{(diào)試&mu;cLinux內(nèi)核的目的,這里沒(méi)有生成uClibc庫(kù)文件及romfs.img文件。在發(fā)布&mu;cLinux時(shí),已經(jīng)預(yù)置了某些常用嵌入式開(kāi)發(fā)板的配置文件,因此這里直接使用這些配置文件,過(guò)程如下:

[root@lisl uClinux-dist]# cd linux-2.6.x [root@lisl linux-2.6.x]#make ARCH=armnommu CROSS_COMPILE=arm-uclinux- atmel_ deconfig

atmel_deconfig文件是&mu;cLinux發(fā)布時(shí)提供的一個(gè)配置文件,存放于目錄linux-2.6.x /arch/armnommu/configs/中。

[root@lisl linux-2.6.x]#make ARCH=armnommu CROSS_COMPILE=arm-uclinux- oldconfig

下面編譯配置好的內(nèi)核:

[root@lisl linux-2.6.x]# make ARCH=armnommu CROSS_COMPILE=arm-uclinux- v=1

一般情況下,編譯將順利結(jié)束并在Linux-2.6.x/目錄下生成未經(jīng)壓縮的&mu;cLinux內(nèi)核文件vmlinux。需要注意的是為了調(diào)試&mu;cLinux內(nèi)核,需要打開(kāi)內(nèi)核編譯的調(diào)試選項(xiàng)-g,使編譯后的內(nèi)核帶有調(diào)試信息。打開(kāi)編譯選項(xiàng)的方法可以選擇:

"Kernel debugging->Compile the kernel with debug info"后將自動(dòng)打開(kāi)調(diào)試選項(xiàng)。也可以直接修改linux-2.6.x目錄下的Makefile文件,為其打開(kāi)調(diào)試開(kāi)關(guān)。方法如下:。

CFLAGS += -g

最容易出現(xiàn)的問(wèn)題是找不到arm-uclinux-gcc命令的錯(cuò)誤,主要原因是PATH變量中沒(méi)有包含arm-uclinux-gcc命令所在目錄。在arm-linux-gcc的缺省安裝情況下,它的安裝目錄是/root/bin/arm-linux-tool/,使用以下命令將路徑加到PATH環(huán)境變量中。

Export PATH=$PATH:/root/bin/arm-linux-tool/bin

IV、根文件系統(tǒng)的制作

Linux內(nèi)核在啟動(dòng)的時(shí)的最后操作之一是加載根文件系統(tǒng)。根文件系統(tǒng)中存放了嵌入式系統(tǒng)使用的所有應(yīng)用程序、庫(kù)文件及其他一些需要用到的服務(wù)。出于文章篇幅的考慮,這里不打算介紹根文件系統(tǒng)的制作方法,讀者可以查閱一些其他的相關(guān)資料。值得注意的是,由配置文件skyeye.conf指定了裝載到內(nèi)核中的根文件系統(tǒng)。

3.2 使用SkyEye調(diào)試

編譯完&mu;cLinux內(nèi)核后,就可以在SkyEye中調(diào)試該ELF執(zhí)行文件格式的內(nèi)核了。前面已經(jīng)說(shuō)過(guò)利用SkyEye調(diào)試內(nèi)核與使用gdb調(diào)試運(yùn)用程序的方法相同。

需要提醒讀者的是,SkyEye的配置文件-skyeye.conf記錄了模擬的硬件配置和模擬執(zhí)行行為。該配置文件是SkyEye系統(tǒng)中一個(gè)及其重要的文件,很多錯(cuò)誤和異常情況的發(fā)生都和該文件有關(guān)。在安裝配置SkyEye出錯(cuò)時(shí),請(qǐng)首先檢查該配置文件然后再進(jìn)行其他的工作。此時(shí),所有的準(zhǔn)備工作已經(jīng)完成,就可以進(jìn)行內(nèi)核的調(diào)試工作了。

3.3使用SkyEye調(diào)試內(nèi)核的特點(diǎn)和不足

在SkyEye中可以進(jìn)行對(duì)Linux系統(tǒng)內(nèi)核的全程調(diào)試。由于SkyEye目前主要支持基于ARM內(nèi)核的CPU,因此一般而言需要使用交叉編譯工具編譯待調(diào)試的Linux系統(tǒng)內(nèi)核。另外,制作SkyEye中使用的內(nèi)核編譯、配置過(guò)程比較復(fù)雜、繁瑣。不過(guò),當(dāng)調(diào)試過(guò)程結(jié)束后無(wú)需重新制作所要發(fā)布的內(nèi)核。

SkyEye只是對(duì)系統(tǒng)硬件進(jìn)行了一定程度上的模擬,所以在SkyEye與真實(shí)硬件環(huán)境相比較而言還是有一定的差距,這對(duì)一些與硬件緊密相關(guān)的調(diào)試可能會(huì)有一定的影響,例如驅(qū)動(dòng)程序的調(diào)試。不過(guò)對(duì)于大部分軟件的調(diào)試,SkyEye已經(jīng)提供了精度足夠的模擬了。

SkyEye的下一個(gè)目標(biāo)是和eclipse結(jié)合,有了圖形界面,能為調(diào)試和查看源碼提供一些方便。

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4. 使用UML調(diào)試Linux內(nèi)核

User-mode Linux(UML)簡(jiǎn)單說(shuō)來(lái)就是在Linux內(nèi)運(yùn)行的Linux。該項(xiàng)目是使Linux內(nèi)核成為一個(gè)運(yùn)行在 Linux 系統(tǒng)之上單獨(dú)的、用戶空間的進(jìn)程。UML并不是運(yùn)行在某種新的硬件體系結(jié)構(gòu)之上,而是運(yùn)行在基于 Linux 系統(tǒng)調(diào)用接口所實(shí)現(xiàn)的虛擬機(jī)。正是由于UML是一個(gè)將Linux作為用戶空間進(jìn)程運(yùn)行的特性,可以使用UML來(lái)進(jìn)行操作系統(tǒng)內(nèi)核的調(diào)試。有關(guān)UML的介紹請(qǐng)查閱參考資料[10]、[12]。

4.1 UML的安裝與調(diào)試

UML的安裝需要一臺(tái)運(yùn)行Linux 2.2.15以上,或者2.3.22以上的I386機(jī)器。對(duì)于2.6.8及其以前版本的UML,采用兩種形式發(fā)布:一種是以RPM包的形式發(fā)布,一種是以源代碼的形式提供UML的安裝。按照UML的說(shuō)明,以RPM形式提供的安裝包比較陳舊且會(huì)有許多問(wèn)題。以二進(jìn)制形式發(fā)布的UML包并不包含所需要的調(diào)試信息,這些代碼在發(fā)布時(shí)已經(jīng)做了程度不同的優(yōu)化。所以,要想利用UML調(diào)試Linux系統(tǒng)內(nèi)核,需要使用新的UML patch代碼和對(duì)應(yīng)版本的Linux內(nèi)核編譯、安裝UML。完成UML的補(bǔ)丁之后,會(huì)在arch目錄下產(chǎn)生一個(gè)um目錄,主要的UML代碼都放在該目錄下。

從2.6.9版本之后(包含2.6.9版本的Linux),User-Mode Linux已經(jīng)隨Linux內(nèi)核源代碼樹(shù)一起發(fā)布,它存放于arch/um目錄下。

編譯好UML的內(nèi)核之后,直接使用gdb運(yùn)行已經(jīng)編譯好的內(nèi)核即可進(jìn)行調(diào)試。

4.2使用UML調(diào)試系統(tǒng)內(nèi)核的特點(diǎn)和不足

目前,用戶模式 Linux 虛擬機(jī)也存在一定的局限性。由于UML虛擬機(jī)是基于Linux系統(tǒng)調(diào)用接口的方式實(shí)現(xiàn)的虛擬機(jī),所以用戶模式內(nèi)核不能訪問(wèn)主機(jī)系統(tǒng)上的硬件設(shè)備。因此,UML并不適合于調(diào)試那些處理實(shí)際硬件的驅(qū)動(dòng)程序。不過(guò),如果所編寫(xiě)的內(nèi)核程序不是硬件驅(qū)動(dòng),例如Linux文件系統(tǒng)、協(xié)議棧等情況,使用UML作為調(diào)試工具還是一個(gè)不錯(cuò)的選擇。

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5. 內(nèi)核調(diào)試配置選項(xiàng)

為了方便調(diào)試和測(cè)試代碼,內(nèi)核提供了許多與內(nèi)核調(diào)試相關(guān)的配置選項(xiàng)。這些選項(xiàng)大部分都在內(nèi)核配置編輯器的內(nèi)核開(kāi)發(fā)(kernel hacking)菜單項(xiàng)中。在內(nèi)核配置目錄樹(shù)菜單的其他地方也還有一些可配置的調(diào)試選項(xiàng),下面將對(duì)他們作一定的介紹。

Page alloc debugging :CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC:

不使用該選項(xiàng)時(shí),釋放的內(nèi)存頁(yè)將從內(nèi)核地址空間中移出。使用該選項(xiàng)后,內(nèi)核推遲移出內(nèi)存頁(yè)的過(guò)程,因此能夠發(fā)現(xiàn)內(nèi)存泄漏的錯(cuò)誤。

Debug memory allocations :CONFIG_DEBUG_SLAB:

該打開(kāi)該選項(xiàng)時(shí),在內(nèi)核執(zhí)行內(nèi)存分配之前將執(zhí)行多種類型檢查,通過(guò)這些類型檢查可以發(fā)現(xiàn)諸如內(nèi)核過(guò)量分配或者未初始化等錯(cuò)誤。內(nèi)核將會(huì)在每次分配內(nèi)存前后時(shí)設(shè)置一些警戒值,如果這些值發(fā)生了變化那么內(nèi)核就會(huì)知道內(nèi)存已經(jīng)被操作過(guò)并給出明確的提示,從而使各種隱晦的錯(cuò)誤變得容易被跟蹤。

Spinlock debugging :CONFIG_DEBUG_SPINLOCK:

打開(kāi)此選項(xiàng)時(shí),內(nèi)核將能夠發(fā)現(xiàn)spinlock未初始化及各種其他的錯(cuò)誤,能用于排除一些死鎖引起的錯(cuò)誤。

Sleep-inside-spinlock checking:CONFIG_DEBUG_SPINLOCK_SLEEP:

打開(kāi)該選項(xiàng)時(shí),當(dāng)spinlock的持有者要睡眠時(shí)會(huì)執(zhí)行相應(yīng)的檢查。實(shí)際上即使調(diào)用者目前沒(méi)有睡眠,而只是存在睡眠的可能性時(shí)也會(huì)給出提示。

Compile the kernel with debug info :CONFIG_DEBUG_INFO:

打開(kāi)該選項(xiàng)時(shí),編譯出的內(nèi)核將會(huì)包含全部的調(diào)試信息,使用gdb時(shí)需要這些調(diào)試信息。

Stack utilization instrumentation :CONFIG_DEBUG_STACK_USAGE:

該選項(xiàng)用于跟蹤內(nèi)核棧的溢出錯(cuò)誤,一個(gè)內(nèi)核棧溢出錯(cuò)誤的明顯的現(xiàn)象是產(chǎn)生oops錯(cuò)誤卻沒(méi)有列出系統(tǒng)的調(diào)用棧信息。該選項(xiàng)將使內(nèi)核進(jìn)行棧溢出檢查,并使內(nèi)核進(jìn)行棧使用的統(tǒng)計(jì)。

Driver Core verbose debug messages:CONFIG_DEBUG_DRIVER:

該選項(xiàng)位于"Device drivers-> Generic Driver Options"下,打開(kāi)該選項(xiàng)使得內(nèi)核驅(qū)動(dòng)核心產(chǎn)生大量的調(diào)試信息,并將他們記錄到系統(tǒng)日志中。

Verbose SCSI error reporting (kernel size +=12K) :CONFIG_SCSI_CONSTANTS:

該選項(xiàng)位于"Device drivers/SCSI device support"下。當(dāng)SCSI設(shè)備出錯(cuò)時(shí)內(nèi)核將給出詳細(xì)的出錯(cuò)信息。

Event debugging:CONFIG_INPUT_EVBUG:

打開(kāi)該選項(xiàng)時(shí),會(huì)將輸入子系統(tǒng)的錯(cuò)誤及所有事件都輸出到系統(tǒng)日志中。該選項(xiàng)在產(chǎn)生了詳細(xì)的輸入報(bào)告的同時(shí),也會(huì)導(dǎo)致一定的安全問(wèn)題。

以上內(nèi)核編譯選項(xiàng)需要讀者根據(jù)自己所進(jìn)行的內(nèi)核編程的實(shí)際情況,靈活選取。在使用以上介紹的三種源代碼級(jí)的內(nèi)核調(diào)試工具時(shí),一般需要選取CONFIG_DEBUG_INFO選項(xiàng),以使編譯的內(nèi)核包含調(diào)試信息。

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6. 總結(jié)

上面介紹了一些調(diào)試Linux內(nèi)核的方法,特別是詳細(xì)介紹了三種源代碼級(jí)的內(nèi)核調(diào)試工具,以及搭建這些內(nèi)核調(diào)試環(huán)境的方法,讀者可以根據(jù)自己的情況從中作出選擇。

調(diào)試工具(例如gdb)的運(yùn)行都需要操作系統(tǒng)的支持,而此時(shí)內(nèi)核由于一些錯(cuò)誤的代碼而不能正確執(zhí)行對(duì)系統(tǒng)的管理功能,所以對(duì)內(nèi)核的調(diào)試必須采取一些特殊的方法進(jìn)行。以上介紹的三種源代碼級(jí)的調(diào)試方法,可以歸納為以下兩種策略:

I、為內(nèi)核增加調(diào)試Stub,利用調(diào)試Stub進(jìn)行遠(yuǎn)程調(diào)試,這種調(diào)試策略需要target及development機(jī)器才能完成調(diào)試任務(wù)。

II、將虛擬機(jī)技術(shù)與調(diào)試工具相結(jié)合,使Linux內(nèi)核在虛擬機(jī)中運(yùn)行從而利用調(diào)試器對(duì)內(nèi)核進(jìn)行調(diào)試。這種策略需要制作適合在虛擬機(jī)中運(yùn)行的系統(tǒng)內(nèi)核。

由不同的調(diào)試策略決定了進(jìn)行調(diào)試時(shí)不同的工作原理,同時(shí)也形成了各種調(diào)試方法不同的軟硬件需求和各自的特點(diǎn)。

另外,需要說(shuō)明的是內(nèi)核調(diào)試能力的掌握很大程度上取決于經(jīng)驗(yàn)和對(duì)整個(gè)操作系統(tǒng)的深入理解。對(duì)系統(tǒng)內(nèi)核的全面深入的理解,將能在很大程度上加快對(duì)Linux系統(tǒng)內(nèi)核的開(kāi)發(fā)和調(diào)試。

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