程序员经验分享-hwhale

基于VSCode的Linux内核调试环境搭建

2023-05-16

1、安装开发工具

sudo apt install build-essential

sudo apt install qemu

sudo apt install libncurses5-dev bison flex libssl-dev libelf-dev

2、下载内核源代码

sudo apt install axel

axel -n 20 https://mirrors.edge.kernel.org/pub/linux/kernel/v5.x/linux-5.4.34.tar.xz

xz -d linux-5.4.34.tar.xz
tar -xvf linux-5.4.34.tar
cd linux-5.4.34

3、配置内核选项

make defconfig
make menuconfig
# 进行以下设置

Kernel hacking —>

• Compile-time checks and compiler options —>

• [*] Compile the kernel with debug info

• [*] Provide GDB scripts for kernel debugging

• [*] Kernel debugging

•# 关闭KASLR，否则会导致打断点失败

•Processor type and features ---->

• [] Randomize the address of the kernel image (KASLR)

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

4、编译和运行内核

make -j$(nproc)
# 测试一下内核能不能正常加载运行，因为没有文件系统最终会kernel panic
qemu-system-x86_64 -kernel arch/x86/boot/bzImage -nographic -append "console=ttyS0"

在这里插入图片描述

5、制作内存根文件系统的过程

首先从https://www.busybox.net下载 busybox源代码解压，解压完成后，跟内核一样先配置编译，并安装。

axel -n 20 https://busybox.net/downloads/busybox-1.31.1.tar.bz2
tar -jxvf busybox-1.31.1.tar.bz2
cd busybox-1.31.1

make menuconfig
# 记得要编译成静态链接，不用动态链接库

Settings —>

• [*] Build static binary (no shared libs)

然后编译安装，默认会安装到源码目录下的 _install 目录中。

make -j$(nproc) && make install

然后制作内存根文件系统镜像，大致过程如下：

mkdir rootfs
cd rootfs
cp ../busybox-1.31.1/_install/* ./ -rf
mkdir dev proc sys home
sudo cp -a /dev/{null,console,tty,tty1,tty2,tty3,tty4} dev/

准备init脚本文件放在根文件系统根目录下（rootfs/init），添加如下内容到init文件。

touch init
vim init

#!/bin/sh
mount -t proc none /proc
mount -t sysfs none /sys
echo "Welcome wyxOS!"
echo "--------------------"
cd home
/bin/sh

然后给init脚本添加可执行权限：

chmod +x init

打包成内存根文件系统镜像:

find . -print0 | cpio --null -ov --format=newc | gzip -9 > ../rootfs.cpio.gz

测试挂载根文件系统，看内核启动完成后是否执行init脚本:

qemu-system-x86_64 -kernel linux-5.4.34/arch/x86/boot/bzImage -initrd rootfs.cpio.gz -nographic -append "console=ttyS0"

在这里插入图片描述

6、安装vscode

我使用的是购买的云服务器，首先在控制台中打开5901端口，然后安装桌面环境：

# 切换至root用户
sudo -i
# 更新和获取最新的软件及版本信息
apt-get update
# 安装桌面环境所需软件包
apt install gnome-panel gnome-settings-daemon metacity nautilus gnome-terminal ubuntu-desktop
# 安装VNC，如果是Ubuntu 18.04版本
apt-get install vnc4server
# 启动 VNC 服务
vncserver

设置密码后，修改VNC配置文件：

vi ~/.vnc/xstartup

把文件里的内容替换为：

#!/bin/sh 
export XKL_XMODMAP_DISABLE=1 
export XDG_CURRENT_DESKTOP="GNOME-Flashback:GNOME" 
export XDG_MENU_PREFIX="gnome-flashback-" 
gnome-session --session=gnome-flashback-metacity --disable-acceleration-check &

:wq保存退出，最后执行两条命令：

# 杀掉原桌面进程
vncserver -kill :1
# 生成新的会话
vncserver -geometry 1920x1080 :1

接下来在电脑上下载VNC Viewer软件远程连接，在地址栏输入服务器的公网地址:1 即可。

然后在应用商店里下载安装VSCode，在命令行中输入 code 打开。

7、配置vscode

首先安装GNU Global：

sudo apt install global

然后在vs code中安装插件C/C++ Intellisense、C/C++ Themes和GDB Debug。

cd到 linux-5.4.34 文件夹下执行命令生成 compile_commands.json 文件帮助Intellisense正常提示：

python3 ./scripts/gen_compile_commands.py

接下来在linux-5.4.34文件夹下新建一个 .vscode 文件夹，把配置文件 里的文件全部放进 .vscode文件夹中。

在这里插入图片描述

接下来就可以在vs code中打开linux-5.4.34文件夹。

8、调试

在start_kernal处打断点：点击左边的运行和调试图标，在断点里添加函数 start_kernal，然后点击菜单栏里的 run - start debugging，从 start_kernal 开始跟踪分析：

在这里插入图片描述

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