linux内核调试环境搭建-

kvm系统的前端是qemu-kvm，工作在用户空间，给用户提供一套方便的kvm虚拟化工具集合。下面来介绍一下qemu-kvm-0.11.0的编译过程。

1、下载

wget http://sourceforge.net/projects/kvm/files/qemu-kvm/0.11.0/qemu-kvm-0.11.0.tar.gz/download

mv download qemu-kvm-0.11.0.tar.gz

tar -xzvf qemu-kvm-0.11.0.tar.gz

2、安装其他库

sudo apt-get installlibpci-dev

sudo apt-get iinstalllibsdl1.2-dev

下载zlib-1.2.3.tar.gz

解压tar zxvf zlib-1.2.3.tar.gz

进入目录配置安装：

./configure

make

sudo make install

安装。

3、编译安装qemu

cd qemu-kvm-0.11.0

./configure

make

sudo make install

4、将qemu添加到环境变量

进入目录/usr/local/bin

为qemu-system-x86_64创建符号链接：

$ sudo ln -s qemu-system-x86_64qem

打开/etc/profile文件在末尾添加

PATH="$PATH:/usr/local/bin"

exportPATH

使环境变量生效，在终端输入：

source /etc/profile

另外打开一个终端输入qemu可见可以正常启动。

但是发现这时提示找不到kvm。

Ubuntu10.10系统有自带的kvm内核模块。

打开文件/etc/modules

在其中加入想要加载的模块名

kvm

kvm-amd

注意不要加扩展名.ko

下载linux内核：

$cd ~/work/

$wget http://www.kernel.org/pub/linux/kernel/v2.6/linux-2.6.35.9.tar.bz2

解压

$tar -jxvf linux-2.6.35.9.tar.bz2

拷贝现有系统的内核配置选项

$ cp /boot/config-2.6.35-22-generic .config

确保如下选项被选中：

在这里建议关闭一个选项：DEBUG_RODATACONFIG_DEBUG_RODATA = n该选项是将内核的一些内存区域空间设置为只读，这样可能导致kgdb的设置软断点功能失效。所以推荐将该选项关闭。

Location:

-> Kernel hacking ->Write protect kernel read-only data structures

KGDB_SERIAL_CONSOLE打开该选项:使用串口进行通信

位置：> Kernel hacking

-> KGDB: kernel debugger

-> KGDB: use kgdb over the serial console

KGDB_LOW_LEVEL_TRAP使能该选项可以kgdb不依赖notifier_call_chain()机制来获取断点异常,这样就可以对notifier_call_chain()机制实现相关的函数进行单步调试。

依赖: KGDB [=y] && (X86 [=y] || MIPS [=MIPS])

位置:-> Kernel hacking

-> KGDB: kernel debugger (KGDB [=y])

->KGDB: Allow debugging with traps in notifiers

DEBUG_INFO该选项可以使得编译的内核包含一些调试信息，使得调试更容易。

位置：

-> Kernel hacking

->compile the kernel with debuginfo

FRAME_POINTER使能该选项将使得内核使用帧指针寄存器来维护堆栈，从而就可以正确地执行堆栈回溯，即函数调用栈信息。

位置:

-> Kernel hacking

->Compile the kernel with frame pointers

MAGIC_SYSRQ(如果你选择了KGDB_SERIAL_CONSOLE,这个选项将自动被选上)激活"魔术SysRq"键.该选项对kgdboc调试非常有用，kgdb向其注册了‘g’魔术键来激活kgdb。

位置:

-> Kernel hacking

->magic SysRq key

当你想手动激活kgdb时，你可以触发SysRq的g键,如:

$ echo "g" > /proc/sysrq-trigger

修改编译优化等级:

打开根目录下Makefile文件修改内核Makefile优化选项将KBUILD_CFLAGS += -O2,修改为：KBUILD_CFLAGS += -O。

编译内核:

make && make modules

编译完成后，复制bzImage和vmlinux到工作目录下备用

cp arch/x86/boot/bzImage.

cp vmlinux.

编译busybox：

cd~/work/busy/

下载busybox-1.20.1.tar.bz2，

解压缩：

tar -jxvfbusybox-1.20.1.tar.bz2

进入busybox目录：

$ cd busybox-1.20.1/

编译busybox

make menuconfig

Busybox Settings--->

Build Options --->

[ * ] Build BusyBox as a static binary (no shared libs)

Installation Options --->

[ * ] Don't use /usr

Miscellaneous Utilities--->

[ ] flashcp

[ ] flash_lock

[ ] flash_unlock

[ ] flash_eraseall

注:[ ]表示不选择

保存配置文件后开始编译和安装

make

make install

此时在当前目录下生成了一个_install目录，里面就是busybox的执行文件

制作文件系统

使用如下命令来创建一个虚拟文件系统磁盘文件，

在当前目录下创建一个名为busybox.img,大小为300M的文件，并将其格式化为ext3的文件系统

dd if=/dev/zero of=./busybox.img bs=1Mcount=300

mkfs.ext3 busybox.img

将这个虚拟磁盘文件到本地系统中，这样我们可以像访问本地文件一样访问它，并将生成好的busybox的文件拷贝到这个文件里。

sudo mkdir /mnt/disk

sudo mount -o loop busybox.img /mnt/disk

sudo cp -rf /dir/to/busybox-1.17.0/_install/* /mnt/disk

创建必须的文件系统目录

cd /mnt/disk/

sudo mkdir dev sys proc etc lib mnt

使用busybox默认的设置文件

sudo cp -a/dir/to/busybox-1.17.0/examples/bootfloppy/etc/* /mnt/disk/etc

sudo vi /mnt/disk/etc/init.d/rcS

将下面内容拷贝到rcS里:

#!/bin/sh

MAC=08:90:90:59:62:21

IP=192.168.100.2

Mask=255.255.255.0

Gateway=192.168.100.1



/sbin/ifconfiglo127.0.0.1

ifconfigeth0down

ifconfigeth0hwether$MAC

ifconfigeth0$IPnetmask$Maskup

routeadddefaultgw$Gateway



/bin/mount-a

/bin/mount-tsysfssysfs/sys

/bin/mount-ttmpfstmpfs/dev

/sbin/mdev-s

mount-oremount,rw,noatime-n/dev/root/

做完上面对工作后，我们就可以卸载虚拟磁盘文件了。

sudo umount /mnt/disk

使用qemu运行自己编译的内核

qemu -m 512 -kernel bzImage -append “root=/dev/sda” -boot c -hda busybox.img -k en-us

运行如下图所示：

让qemu与主机之间可以ping通：

在主机放入一脚本nettap.sh：

$cd ~

$touchnettap.sh

$gedit nettap.sh

脚本中放入如下内容:

tunctl-ugudujian-ttap0
ifconfigtap0192.168.100.1up

echo1>/proc/sys/net/ipv4/ip_forward
iptables-tnat-APOSTROUTING-oeth0-jMASQUERADE
iptables-IFORWARD1-itap0-jACCEPT
iptables-IFORWARD1-otap0-mstate--stateRELATED,ESTABLISHED-jACCEPT

开机后用root权限执行这个脚本。

用如下脚本启动虚拟机：

qemu -m 512 -kernel bzImage -append "root=/dev/sda" -boot c -hda busybox.img-initrd initrd.img-2.6.35.9-k en-us -net nic -net tap,ifname=tap0,script=no

在虚拟机中ping主机可见可以ping的通：

让qemu与主机共享文件（通过tftp方式）:

首先在ubuntu10.10中搭建tftp服务：

http://blog.csdn.net/gudujianjsk/article/details/7655701

只是在busybox中使用tftp客户端命令有些不一样。见后面介绍。

使用gdb + kgdb调试内核

使能kgdb可以在内核启动时增加使能参数，这里我们采取在内核启动时增加启动参数(kgdboc=ttyS0,115200 kgdbwait)的方式：

qemu -m 512-kernelbzImage -append "root=/dev/sda kgdboc=ttyS0,115200

kgdbwait" -boot c –hda busybox.img -k en-us -serial tcp::4321,server

这时，运行qemu的终端将提示等待远程连接到本地端口4321：

QEMU waiting for connection on: tcp:0.0.0.0:4321,server

这时使用另外一个控制台执行：

gdb vmlinux

(gdb) target remote localhost:4321

然后qemu就可以继续正常运行下去，最后停止内核，并显示如下信息:

kgdb: Waiting for connection from remote gdb…

这时gdb这边就可以看到如下的提示：

(gdb) target remote localhost:4321

Remote debugging using localhost:4321

kgdb_breakpoint () at kernel/debug/debug_core.c:983

983 wmb(); /* Sync point after breakpoint */

(gdb)

开始你的内核之旅吧～～～

如果gdb提示如下信息：

warning: Invalid remote reply:

可以使用Ctrl+C来终止当前gdb的操作，再次使用下面命令重新连接一次kgdb即可：

(gdb) target remote localhost:4321

$cd ~/work/

$wget http://www.kernel.org/pub/linux/kernel/v2.6/linux-2.6.35.9.tar.bz2

解压

$tar -jxvf linux-2.6.35.9.tar.bz2

拷贝现有系统的内核配置选项

$ cp /boot/config-2.6.35-22-generic .config

确保如下选项被选中：

在这里建议关闭一个选项：DEBUG_RODATACONFIG_DEBUG_RODATA = n该选项是将内核的一些内存区域空间设置为只读，这样可能导致kgdb的设置软断点功能失效。所以推荐将该选项关闭。

Location:

-> Kernel hacking ->Write protect kernel read-only data structures

KGDB_SERIAL_CONSOLE打开该选项:使用串口进行通信

位置：> Kernel hacking

-> KGDB: kernel debugger

-> KGDB: use kgdb over the serial console

KGDB_LOW_LEVEL_TRAP使能该选项可以kgdb不依赖notifier_call_chain()机制来获取断点异常,这样就可以对notifier_call_chain()机制实现相关的函数进行单步调试。

依赖: KGDB [=y] && (X86 [=y] || MIPS [=MIPS])

位置:-> Kernel hacking

-> KGDB: kernel debugger (KGDB [=y])

->KGDB: Allow debugging with traps in notifiers

DEBUG_INFO该选项可以使得编译的内核包含一些调试信息，使得调试更容易。

位置：

-> Kernel hacking

->compile the kernel with debuginfo

FRAME_POINTER使能该选项将使得内核使用帧指针寄存器来维护堆栈，从而就可以正确地执行堆栈回溯，即函数调用栈信息。

位置:

-> Kernel hacking

->Compile the kernel with frame pointers

MAGIC_SYSRQ(如果你选择了KGDB_SERIAL_CONSOLE,这个选项将自动被选上)激活"魔术SysRq"键.该选项对kgdboc调试非常有用，kgdb向其注册了‘g’魔术键来激活kgdb。

位置:

-> Kernel hacking

->magic SysRq key

当你想手动激活kgdb时，你可以触发SysRq的g键,如:

$ echo "g" > /proc/sysrq-trigger

修改编译优化等级:

打开根目录下Makefile文件修改内核Makefile优化选项将KBUILD_CFLAGS += -O2,修改为：KBUILD_CFLAGS += -O。

编译内核:

make && make modules

编译完成后，复制bzImage和vmlinux到工作目录下备用

cp arch/x86/boot/bzImage.

cp vmlinux.

编译busybox：

cd~/work/busy/

下载busybox-1.20.1.tar.bz2，

解压缩：

tar -jxvfbusybox-1.20.1.tar.bz2

进入busybox目录：

$ cd busybox-1.20.1/

编译busybox

make menuconfig

Busybox Settings--->

Build Options --->

[ * ] Build BusyBox as a static binary (no shared libs)

Installation Options --->

[ * ] Don't use /usr

Miscellaneous Utilities--->

[ ] flashcp

[ ] flash_lock

[ ] flash_unlock

[ ] flash_eraseall

注:[ ]表示不选择

保存配置文件后开始编译和安装

make

make install

此时在当前目录下生成了一个_install目录，里面就是busybox的执行文件

制作文件系统

使用如下命令来创建一个虚拟文件系统磁盘文件，

在当前目录下创建一个名为busybox.img,大小为300M的文件，并将其格式化为ext3的文件系统

dd if=/dev/zero of=./busybox.img bs=1Mcount=300

mkfs.ext3 busybox.img

将这个虚拟磁盘文件到本地系统中，这样我们可以像访问本地文件一样访问它，并将生成好的busybox的文件拷贝到这个文件里。

sudo mkdir /mnt/disk

sudo mount -o loop busybox.img /mnt/disk

sudo cp -rf /dir/to/busybox-1.17.0/_install/* /mnt/disk

创建必须的文件系统目录

cd /mnt/disk/

sudo mkdir dev sys proc etc lib mnt

使用busybox默认的设置文件

sudo cp -a/dir/to/busybox-1.17.0/examples/bootfloppy/etc/* /mnt/disk/etc

sudo vi /mnt/disk/etc/init.d/rcS

将下面内容拷贝到rcS里:

#!/bin/sh

MAC=08:90:90:59:62:21

IP=192.168.100.2

Mask=255.255.255.0

Gateway=192.168.100.1



/sbin/ifconfiglo127.0.0.1

ifconfigeth0down

ifconfigeth0hwether$MAC

ifconfigeth0$IPnetmask$Maskup

routeadddefaultgw$Gateway



/bin/mount-a

/bin/mount-tsysfssysfs/sys

/bin/mount-ttmpfstmpfs/dev

/sbin/mdev-s

mount-oremount,rw,noatime-n/dev/root/

做完上面对工作后，我们就可以卸载虚拟磁盘文件了。

sudo umount /mnt/disk

使用qemu运行自己编译的内核

qemu -m 512 -kernel bzImage -append “root=/dev/sda” -boot c -hda busybox.img -k en-us

运行如下图所示：

让qemu与主机之间可以ping通：

在主机放入一脚本nettap.sh：

$cd ~

$touchnettap.sh

$gedit nettap.sh

脚本中放入如下内容:

tunctl-ugudujian-ttap0
ifconfigtap0192.168.100.1up

echo1>/proc/sys/net/ipv4/ip_forward
iptables-tnat-APOSTROUTING-oeth0-jMASQUERADE
iptables-IFORWARD1-itap0-jACCEPT
iptables-IFORWARD1-otap0-mstate--stateRELATED,ESTABLISHED-jACCEPT

开机后用root权限执行这个脚本。

用如下脚本启动虚拟机：

qemu -m 512 -kernel bzImage -append "root=/dev/sda" -boot c -hda busybox.img-initrd initrd.img-2.6.35.9-k en-us -net nic -net tap,ifname=tap0,script=no

在虚拟机中ping主机可见可以ping的通：

让qemu与主机共享文件（通过tftp方式）:

首先在ubuntu10.10中搭建tftp服务：

http://blog.csdn.net/gudujianjsk/article/details/7655701

只是在busybox中使用tftp客户端命令有些不一样。见后面介绍。

使用gdb + kgdb调试内核

使能kgdb可以在内核启动时增加使能参数，这里我们采取在内核启动时增加启动参数(kgdboc=ttyS0,115200 kgdbwait)的方式：

qemu -m 512-kernelbzImage -append "root=/dev/sda kgdboc=ttyS0,115200

kgdbwait" -boot c –hda busybox.img -k en-us -serial tcp::4321,server

这时，运行qemu的终端将提示等待远程连接到本地端口4321：

QEMU waiting for connection on: tcp:0.0.0.0:4321,server

这时使用另外一个控制台执行：

gdb vmlinux

(gdb) target remote localhost:4321

然后qemu就可以继续正常运行下去，最后停止内核，并显示如下信息:

kgdb: Waiting for connection from remote gdb…

这时gdb这边就可以看到如下的提示：

(gdb) target remote localhost:4321

Remote debugging using localhost:4321

kgdb_breakpoint () at kernel/debug/debug_core.c:983

983 wmb(); /* Sync point after breakpoint */

(gdb)

开始你的内核之旅吧～～～

如果gdb提示如下信息：

warning: Invalid remote reply:

可以使用Ctrl+C来终止当前gdb的操作，再次使用下面命令重新连接一次kgdb即可：

(gdb) target remote localhost:4321