1.. highlight:: none 2 3.. include:: ../disclaimer-zh_CN.rst 4 5:Original: Documentation/dev-tools/gdb-kernel-debugging.rst 6:Translator: 高超 gao chao <gaochao49@huawei.com> 7 8通过gdb调试内核和模块 9===================== 10 11Kgdb内核调试器、QEMU等虚拟机管理程序或基于JTAG的硬件接口，支持在运行时使用gdb 12调试Linux内核及其模块。Gdb提供了一个强大的python脚本接口，内核也提供了一套 13辅助脚本以简化典型的内核调试步骤。本文档为如何启用和使用这些脚本提供了一个简要的教程。 14此教程基于QEMU/KVM虚拟机，但文中示例也适用于其他gdb stub。 15 16 17环境配置要求 18------------ 19 20- gdb 7.2+ (推荐版本: 7.4+) 且开启python支持 (通常发行版上都已支持) 21 22设置 23---- 24 25- 创建一个QEMU/KVM的linux虚拟机（详情请参考 www.linux-kvm.org 和 www.qemu.org ）。 26 对于交叉开发，https://landley.net/aboriginal/bin 提供了一些镜像和工具链， 27 可以帮助搭建交叉开发环境。 28 29- 编译内核时开启CONFIG_GDB_SCRIPTS，关闭CONFIG_DEBUG_INFO_REDUCED。 30 如果架构支持CONFIG_FRAME_POINTER，请保持开启。 31 32- 在guest环境上安装该内核。如有必要，通过在内核command line中添加“nokaslr”来关闭KASLR。 33 此外，QEMU允许通过-kernel、-append、-initrd这些命令行选项直接启动内核。 34 但这通常仅在不依赖内核模块时才有效。有关此模式的更多详细信息，请参阅QEMU文档。 35 在这种情况下，如果架构支持KASLR，应该在禁用CONFIG_RANDOMIZE_BASE的情况下构建内核。 36 37- 启用QEMU/KVM的gdb stub，可以通过如下方式实现 38 39 - 在VM启动时，通过在QEMU命令行中添加“-s”参数 40 41 或 42 43 - 在运行时通过从QEMU监视控制台发送“gdbserver” 44 45- 切换到/path/to/linux-build(内核源码编译)目录 46 47- 启动gdb：gdb vmlinux 48 49 注意：某些发行版可能会将gdb脚本的自动加载限制在已知的安全目录中。 50 如果gdb报告拒绝加载vmlinux-gdb.py（相关命令找不到），请将:: 51 52 add-auto-load-safe-path /path/to/linux-build 53 54 添加到~/.gdbinit。更多详细信息，请参阅gdb帮助信息。 55 56- 连接到已启动的guest环境:: 57 58 (gdb) target remote :1234 59 60 61使用Linux提供的gdb脚本的示例 62---------------------------- 63 64- 加载模块（以及主内核）符号:: 65 66 (gdb) lx-symbols 67 loading vmlinux 68 scanning for modules in /home/user/linux/build 69 loading @0xffffffffa0020000: /home/user/linux/build/net/netfilter/xt_tcpudp.ko 70 loading @0xffffffffa0016000: /home/user/linux/build/net/netfilter/xt_pkttype.ko 71 loading @0xffffffffa0002000: /home/user/linux/build/net/netfilter/xt_limit.ko 72 loading @0xffffffffa00ca000: /home/user/linux/build/net/packet/af_packet.ko 73 loading @0xffffffffa003c000: /home/user/linux/build/fs/fuse/fuse.ko 74 ... 75 loading @0xffffffffa0000000: /home/user/linux/build/drivers/ata/ata_generic.ko 76 77- 对一些尚未加载的模块中的函数函数设置断点，例如:: 78 79 (gdb) b btrfs_init_sysfs 80 Function "btrfs_init_sysfs" not defined. 81 Make breakpoint pending on future shared library load? (y or [n]) y 82 Breakpoint 1 (btrfs_init_sysfs) pending. 83 84- 继续执行:: 85 86 (gdb) c 87 88- 加载模块并且能观察到正在加载的符号以及断点命中:: 89 90 loading @0xffffffffa0034000: /home/user/linux/build/lib/libcrc32c.ko 91 loading @0xffffffffa0050000: /home/user/linux/build/lib/lzo/lzo_compress.ko 92 loading @0xffffffffa006e000: /home/user/linux/build/lib/zlib_deflate/zlib_deflate.ko 93 loading @0xffffffffa01b1000: /home/user/linux/build/fs/btrfs/btrfs.ko 94 95 Breakpoint 1, btrfs_init_sysfs () at /home/user/linux/fs/btrfs/sysfs.c:36 96 36 btrfs_kset = kset_create_and_add("btrfs", NULL, fs_kobj); 97 98- 查看内核的日志缓冲区:: 99 100 (gdb) lx-dmesg 101 [ 0.000000] Initializing cgroup subsys cpuset 102 [ 0.000000] Initializing cgroup subsys cpu 103 [ 0.000000] Linux version 3.8.0-rc4-dbg+ (... 104 [ 0.000000] Command line: root=/dev/sda2 resume=/dev/sda1 vga=0x314 105 [ 0.000000] e820: BIOS-provided physical RAM map: 106 [ 0.000000] BIOS-e820: [mem 0x0000000000000000-0x000000000009fbff] usable 107 [ 0.000000] BIOS-e820: [mem 0x000000000009fc00-0x000000000009ffff] reserved 108 .... 109 110- 查看当前task struct结构体的字段（仅x86和arm64支持）:: 111 112 (gdb) p $lx_current().pid 113 $1 = 4998 114 (gdb) p $lx_current().comm 115 $2 = "modprobe\000\000\000\000\000\000\000" 116 117- 对当前或指定的CPU使用per-cpu函数:: 118 119 (gdb) p $lx_per_cpu("runqueues").nr_running 120 $3 = 1 121 (gdb) p $lx_per_cpu("runqueues", 2).nr_running 122 $4 = 0 123 124- 使用container_of查看更多hrtimers信息:: 125 126 (gdb) set $next = $lx_per_cpu("hrtimer_bases").clock_base[0].active.next 127 (gdb) p *$container_of($next, "struct hrtimer", "node") 128 $5 = { 129 node = { 130 node = { 131 __rb_parent_color = 18446612133355256072, 132 rb_right = 0x0 <irq_stack_union>, 133 rb_left = 0x0 <irq_stack_union> 134 }, 135 expires = { 136 tv64 = 1835268000000 137 } 138 }, 139 _softexpires = { 140 tv64 = 1835268000000 141 }, 142 function = 0xffffffff81078232 <tick_sched_timer>, 143 base = 0xffff88003fd0d6f0, 144 state = 1, 145 start_pid = 0, 146 start_site = 0xffffffff81055c1f <hrtimer_start_range_ns+20>, 147 start_comm = "swapper/2\000\000\000\000\000\000" 148 } 149 150 151命令和辅助调试功能列表 152---------------------- 153 154命令和辅助调试功能可能会随着时间的推移而改进，此文显示的是初始版本的部分示例:: 155 156 (gdb) apropos lx 157 function lx_current -- Return current task 158 function lx_module -- Find module by name and return the module variable 159 function lx_per_cpu -- Return per-cpu variable 160 function lx_task_by_pid -- Find Linux task by PID and return the task_struct variable 161 function lx_thread_info -- Calculate Linux thread_info from task variable 162 lx-dmesg -- Print Linux kernel log buffer 163 lx-lsmod -- List currently loaded modules 164 lx-symbols -- (Re-)load symbols of Linux kernel and currently loaded modules 165 166可以通过“help <command-name>”或“help function <function-name>”命令 167获取指定命令或指定调试功能的更多详细信息。 168