linux内核调试环境的搭建(使用qemu)

2023-11-03

这里说明下,本人调试的内核版本是2.6.11.12,为什么去调试这么“古老”的版本?原因不多说了,你手头也许正拿着ULK3,而它针对的内核版本正是2.6.11,有比这更好的理由吗?而且这个版本不算旧,已不算新,我认为还算不错,想想当下还有如此多的人在学习0.11的道路上笃定的前行,讨论关于版本的事情,真的没什么意义。只要你认为有用,能学到东西,做什么别人都不会说你错!

接下来,我尽量把我碰到的一些棘手或者关键的地方都交代清楚,希望看到这篇文章的朋友能顺利搭建好自己的环境。good luck!
你手头需要有VMware,其他的虚拟化工具就不谈了,用法差不多。在vmware中,我先后使用Ubuntu 12.04和CentOS 5.1来编译内核,结果都是失败!后来google查到原因是这些发布版的gcc太高,而当时在低版本下编译成的2.6.11内核在这些版本下编译会报错,无法正常编译。不过有不少人说可以将gcc降版本。。。,虽然不是不可行,但是考虑操作可能会比较麻烦等原因,这个方案选择放弃!
后来得知(通过goole),能天然编译2.6.11的发布版,有两种,分别是ubuntu 5.1和redhat 9.0,他们的内核版本都是2.6.11或者相近的版本。最后我选择了ubuntu,原因就不说了,都懂的!
我用ubuntu的毛病就是,刚安装的系统,首先做的事情就是更新source.list文件,后来查到ubuntu已经不再对5.1及一些版本做支持了,所以我用了网上搜到的最新的source.list在升级的时候遇到各种报错,恶心的要死。
所以我的建议就是不要动source.list,用默认的就可以了。
dmee@localhost:~$ sudo apt-get install build-essential
接下来来要做的第一件事就是安装build-essential,这个东西是重要的c语言开发包,包含了gcc, make, gdb和libc函数库等很多工具,编译c程序所必须的一些东西,因为刚安装完的ubuntu 5.1基本上是个废品,gcc根本不能用。
然后我的习惯是给系统安装ssh,因为安装完ssh之后,我就可以用xshell和xftp来实现更方便的操作,当然很多人喜欢安装VMware Tools。
关于如何使用xshell和xftp,就不多讲了,反正作用就是为了方便在主机和虚拟机之间传输数据,什么方式都可以。
接下来就是安装qemu,如果能使用更新的source.list,就可以直接在终端使用sodu apt-get install qemu来完成安装,但是系统默认的更新源是没有这个包的,所以选择使用源码安装。
选择哪个版本?我曾经选择过最新的版本,首先编译比较慢,而且编译之后的可执行文件没有“qemu”,而是一些qemu-i386,qemu-mips等等。我开始以为qemu-i386是我想要的,但是用了一些网上讲的使用方法,貌似不行。不想浪费时间研究了,决定换低的版本试一试。
从最开始的0.10到0.91编译都有各种报错,最突出的问题是,这些版本编译要求系统的gcc是3.x,而当前系统的gcc是4.0.2 20050808,跪了!后来试了很多,最终选择了0.11.0-rc2,即内部版本为0.11.92,其他的有些版本编译也会有很多错误,根本编译不过,有的说缺什么库,有的源码里就有编译错误,shit!反正这个版本是没有问题的,可以顺利编译。
关于如何找到这个版本,这里跟大家说下。
首先登陆官网:https://github.com/qemu/QEMU
单击这个branch:master后面的小三角,在Tags里面查找即可:

好了,qemu安装完(直接configure,make,make install)之后,我们就可以编译2.6.11.12内核了,关于内核编译,资料多如牛毛,我只使用两个命令:
dmee@localhost:~$make menuconfig
dmee@localhost:~$make -j4 bzImage
但是这里有几个问题要说一下,关于什么是make menuconfig,不知道的同学去google下,另外执行命令需要ncurses库的支持,不然你执行
make menuconfig会报错,这里大家可以去官网下:
版本应该问题不大,我选择的是5.5的版本,因为我看到它的更新日期是2005年,而ubuntu 5.1也是在那个时间发布的,不会用什么兼容上的问题。
执行menuconfig的时候,我们唯一需要做的工作就是在Kernel hacking项目里面将Compile the kernel with debug info和Compile the kernel with frame pointers,两项勾选(在相应项上按空格键,里面都有详细的说明,不会的同学自己看)。这些项目可以让编译时添加调试信息,类似我们平时用的-g选项。
然后make -j4 bzImage,其中-j是让编译时使用多核心,你配置的cpu有几个核心就在后面加上几,比如我的配置的是四核心,那么就是-j4。
等一小会儿(机器快的话)之后,内核编译完成,激动吧。。。。
那么qemu如何使用呢?
直接终端输入:
dmee@localhost:~$qemu -s -S -kernle linux-2.6.11.12/arch/i386/boot/bzImage
参数说明:
-s: qemu在端口1234监听gdb的调试连接
-S: 让qemu启动后暂停,等待gdb的连接
-kernel: 指定bzImage的路径
由于我目前的关注重点是内核初始化的一些过程,所以更高级的qemu功能先暂时不去研究,后面用到再说。
之后我们另开启一个终端,在源码的顶层目录输入:
dmee@localhost:~/linux-2.6.11.12$ gdb vmlinux
然后,输入命令:
(gdb) target remote localhost:1234
Remote debugging using localhost:1234
[New Thread 1]
0x0000fff0 in ?? ()
warning: shared library handler failed to enable breakpoint
(gdb) 
之后我们打个断点测试下:
(gdb) b start_kernel
Breakpoint 1 at 0xc030e537: file init/main.c, line 417.
(gdb) c
Continuing.

Breakpoint 1, start_kernel () at init/main.c:417
417     {
(gdb) n
425          page_address_init();
(gdb) 
ok了!后面关于一些使用或者调试的心得,再来跟大家分享!
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