利用虚拟机调试内核模块
来源:互联网 发布:php类库有哪些 编辑:程序博客网 时间:2024/05/16 05:51
利用虚拟机调试内核模块
本文描述了在虚拟机中,利用KGDB双机联调NBD驱动的准备过程以及使用频率较高的调试命令。以此为例,介绍调试Linux内核以及内核模块的一种较常用的方法。
在进行内核调试时,系统已经不会响应用户态程序,所以需要使用两台计算机利用串行端口或网络进行双机联调,本文介绍的是利用串行端口进行联调。
下面详细介绍调试的准备工作和调试过程:
1 准备工作
- 新建虚拟机,并安装linux系统。本教程使用的是SUSE Linux Enterprise 11。
- 从kernel.org取得最新内核,截止到2011-02-11,最新的内核版本号是2.6.37。
下面列出的,是编译nbd-server程序时必须的库文件包。如果要调试其他驱动,则根据需要酌情下载和安装:
- gettext,本文使用的版本是0.18.1.1。
- libxml,本文使用的版本是2.7.8。
- zlib,本文使用的版本是1.2.5。
- Glib,本文使用的版本是2.26.1。
- NBD,本文使用的版本是2.9.20。
2 开启linux的内核调试功能
2.1 更新内核,打开KGDB
将得到的linux源代码解压缩到linux的/usr/src路径下,并在同目录下建立连接linux,连接到代码路径下:
( 绿字为系统输出消息 , 红字为需要输入的指令 。下同)
localhost:/usr/src # ln -s linux-2.6.37 linux
将/boot下的config文件拷贝到/usr/src/linux下,并改名为.config。 在linux源码路径下面运行make menuconfig命令,开始配置内核编译选项:
localhost:/usr/src/linux # make menuconfig
在弹出的配置换面中,确保以下编译选项是开启的:
CONFIG_FRAME_POINTER=y
CONFIG_KGDB=y
CONFIG_KGDB_SERIAL_CONSOLE=y
编译并更新内核:
localhost:/usr/src/linux # make && make modules_install && make install
内核编译并更新完成后,即可重新启动计算机,并在启动菜单中选择从新的内核启动。
4 配置串口
在hypervisor manager里配置两台虚拟机的串口。
5 安装必要的库
按照这个顺序安装必要的库文件: gettextl -> libxml-> zlib -> glib 注:以上是编译nbd-server程序时必须的库文件包。如果要调试其他驱动,则根据需要酌情安装。
6 开启内核调试
6.1 开启服务端(调试目标)
利用串口发送和接受串口消息:
localhost:/ # echo ttyS0 > /sys/module/kgdboc/parameters/kgdboc
引发内核调试断点:
localhost:/ # echo g > /proc/sysrq-trigger
在服务端运行上面两个命令,就使系统进入调试状态。此时服务端已经停止用户态响应。
6.2 开启客户端(调试机)
在命令行中,将当前目录设置到linux的源码目录下:
localhost:/ # cd usr/src/linux
启动gdb调试程序:
localhost:/usr/src/linux # gdb ./vmlinux
等待gdb启动完成后,设置gdb连接服务端:
(gdb) set remotebaud 115200 (gdb) target remote /dev/ttyS0
等待gdb输出以下消息,说明调试环境建立成功:
kgdb_breakpoint () at kernel/debug/debug_core.c:960 960 wmb(); /* Sync point after breakpoint */
7 开始调试
7.1 加载NBD的符号文件
恢复运行服务端:
(gdb) c
在服务端上取得NBD模块的加载地址:
localhost:/ # cat /proc/modules
此时服务端会输入类似如下的信息:
nbd 12427 1 - Live 0xd8831000 xt_tcpudp 2632 3 - Live 0xd8b50000 xt_pkttype 796 3 - Live 0xd8b17000
由上得出nbd的加载地址是0xd8831000。 继续引发服务端的内核调试断点:
localhost:/ # echo g > /proc/sysrq-trigger
在客户端上加载nbd的符号文件:
(gdb) add-symbol-file drivers/block/nbd.ko 0xd8831000
gdb输出如下信息,选择y,并回车:
add symbol table from file "drivers/block/nbd.ko" at .text_addr = 0xd8831000 (y or n) y
7.2 调试NBD模块简单示例
在nbd.c代码的237行下断点:
(gdb) b nbd.c:237
gdb输出如下信息说明断点设置成功:
(gdb) Breakpoint 1 at 0xd88316b1: file drivers/block/nbd.c, line 237
恢复运行服务端:
(gdb) c
在服务端上做一些nbd的操作,系统会在刚才的断点上中断:
Breakpoint 1, nbd_send_req (lo=0xd5634000, req=0xd4ea02d8) at drivers/block/nbd.c:237 237 unsigned long size = blk_rq_bytes(req);
单步执行:(n:单步跳过。s:单步进入)
(gdb) n
gdb输出:
239 request.magic = htonl(NBD_REQUEST_MAGIC);
查看此时237行size变量的值:
(gdb) p size
gdb输出:
$1 = 1024
修改变量size的值:
(gdb) set size=1025
查看此时237行size变量的值:
(gdb) p size
gdb输出:
$1 = 1025
在nbd.c代码的239行下条件断点(条件是237行的size为1024):
(gdb) b nbd.c:239 if size==1024
恢复运行服务端:
(gdb) c
当size的值为1024的时候,系统中断,gdb输出如下信息:
Breakpoint 2, nbd_send_req (lo=0xd5634000, req=0xd4ea02d8) at drivers/block/nbd.c:239 239 request.magic = htonl(NBD_REQUEST_MAGIC);
此时查看size的值,为1024:
(gdb) p size $3 = 1024
查看调用堆栈:
(gdb) bt #0 nbd_send_req (lo=0xd5634000, req=0xd4ea02d8) at drivers/block/nbd.c:239 #1 0xd8832210 in nbd_handle_req (lo=0xd5634000, req=0xd4ea02d8) at drivers/block/nbd.c:478 #2 0xd8832452 in nbd_thread (data=0xd5634000) at drivers/block/nbd.c:523 #3 0xc025b8f4 in kthread (_create=) at kernel/kthread.c:95 #4 0xc0203336 in ?? () at arch/x86/kernel/entry_32.S:1009 #5 0x00000000 in ?? ()
查看断点附近的代码:
(gdb) l 234 { 235 int result, flags; 236 struct nbd_request request; 237 unsigned long size = blk_rq_bytes(req); 238 239 request.magic = htonl(NBD_REQUEST_MAGIC); 240 request.type = htonl(nbd_cmd(req)); 241 request.from = cpu_to_be64((u64)blk_rq_pos(req) << 9); 242 request.len = htonl(size); 243 memcpy(request.handle, &req, sizeof(req));
8 结束调试
首先删除所有的断点:
(gdb) delete Delete all breakpoints? (y or n) y
恢复服务端运行:
(gdb) c Continuing.
按下ctrl+c:
Give up (and stop debugging it)? (y or n) y
输入结束命令:
(gdb) quit localhost:/usr/src/linux #
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