kernel_debug

linux内核调试方法

我的机器配置如下：

所以就是在linux环境下用vscode + gdb + qemu (+busybox) 来调一下内核。

1.下载软件

哪里缺了下哪里，需要安装的有各种依赖，gdb,qemu,vscode等等。

2.下载内核源码并编译

在github上拉取linux内核源代码，然后对内核编译选项进行一些配置，至少要开启的有：

CONFIG_DEBUG_KERNEL=y
CONFIG_DEBUG_INFO=y
CONFIG_GDB_SCRIPTS=y
CONFIG_FRAME_POINTER=y
CONFIG_KALLSYMS=y
CONFIG_KALLSYMS_ALL=y

并确保没有启用

CONFIG_DEBUG_INFO_REDUCED
CONFIG_DEBUG_INFO_NONE

然后编译内核

make -j"$(nproc)"

编译生成vmlinux和arch/x86/boot/bzImage，其中vmlinux包含 ELF 符号和调试信息，为gdb使用。bzImage是最终生成的内核映像文件，共qemu进行启动。

然后生成gdb辅助脚本。

make scripts_gdb

3.使用busybox编译根文件系统

首先是在github上clone一下busybox的源代码，然后编译。

make menuconfig  # 选择 Settings → Build static binary (no shared libs)
make -j"$(nproc)" 
make install

之后制作根文件系统，在busybox目录下执行。

dd if=/dev/zero of=disk bs=1M count=256
mkfs.ext2 disk
mount -o loop disk /mnt/
mkdir -p /mnt/{dev,etc,proc,sys}
sudo cp -r ./_install/* /mnt/
mkdir -p /mnt/etc/init.d/
cat > /mnt/etc/init.d/rcS << EOF
#!bin/sh
mount -t proc none /proc
mount -t sysfs none /sys
mount -t tmpfs none /dev
/sbin/mdev -s
EOF
chmod +x /mnt/etc/init.d/rcS
umount /mnt/

4.启动内核

qemu的启动脚本如下，在busybox路径下执行。

sudo qemu-system-x86_64 \
-machine q35,accel=kvm \
-smp 4,sockets=1,cores=4,threads=1 \
-m 4G \
-kernel ~/czh/linux/arch/x86_64/boot/bzImage \
-append "root=/dev/vda rw init=/sbin/init console=ttyS0,115200n8 nokaslr" \
-drive file=disk,if=none,id=virtio-disk0,format=raw \
-device virtio-blk-pci,scsi=off,drive=virtio-disk0,id=virtio-blk0 \
-nographic \
-s -S

-s：在1234 端口开启 GDB 调试服务器。-S：启动时暂停 CPU 执行，等待 GDB 连接。nokaslr：禁用内核地址空间布局随机化，便于 GDB 调试。

5.1 在terminal中调试

启动qemu之后，打开另一个终端，进入Linux内核源码目录（vmlinux 所在的目录），输入：

gdb vmlinux

然后

target remote localhost:1234

之后就可以进行调试了。

5.2 vscode调试

也要先启动qemu！

在linux目录下输入code .进入vscode,然后在launch.json中配置以下代码：

{
    "version": "0.2.0",
    "configurations": [
    {
        "name": "Debug Linux Kernel",
        "type": "cppdbg",
        "request": "launch",
        "program": "${workspaceFolder}/vmlinux",
        "cwd": "${workspaceFolder}",
        "MIMode": "gdb",
        "miDebuggerPath": "/usr/bin/gdb",
        "miDebuggerServerAddress": "localhost:1234",
        "stopAtEntry": false,
        "stopAtConnect": false,
        "externalConsole": false,
        "setupCommands": [
        {
            "text": "set pagination off",
            "ignoreFailures": true
        },
        {
            "text": "set breakpoint pending on",
            "ignoreFailures": true
        },
        {
            "text": "hbreak start_kernel",
            "ignoreFailures": false
        }
        ]
    }
    ]
}

然后按f5就可以进行调试了。

ebpf子模块调试方法