Linux内核模块的cgdb + qemu调试指南

引言

Linux内核庞大而复杂，仅靠阅读代码难以理解其执行流程。调试工具可深入剖析内核代码执行，极大提升Linux内核学习和问题解决的效率。本文将详细讲解如何使用cgdb + qemu调试Linux内核模块。

环境配置

1. 编译Linux内核**

在支持qemu虚拟化的主机系统中，编译Linux内核，添加CONFIG_KPROBES=y和CONFIG_KPROBE_EVENTS=y内核配置项。

2. 安装cgdb和qemu**

在主机系统中安装cgdb和qemu调试器：

# yum install cgdb qemu

3. 准备内核镜像**

将编译后的Linux内核镜像(vmlinux)复制到qemu虚拟机中。

cgdb + qemu调试

1. 启动qemu虚拟机**

使用以下命令启动qemu虚拟机，加载内核镜像：

# qemu-system-x86_64 -m 512 -kernel vmlinux -gdb tcp::1234

其中：

• -m 512: 分配512MB内存给虚拟机
• -kernel vmlinux: 加载内核镜像
• -gdb tcp::1234: 启动gdb服务器，监听端口1234

2. 连接cgdb到qemu**

在主机系统中，使用cgdb连接到qemu虚拟机中的gdb服务器：

# cgdb vmlinux 127.0.0.1:1234

其中：

• vmlinux: 内核镜像文件
• 127.0.0.1:1234: 虚拟机gdb服务器的地址和端口

3. 设置断点**

在cgdb中，可以使用break命令设置断点。例如，要在内核模块初始化函数中设置断点：

(gdb) break <module_init_function_name>

4. 启动内核**

在cgdb中，使用run命令启动内核：

(gdb) run

5. 调试内核**

内核启动后，可以在cgdb中使用调试命令（如step、next、print）逐步执行内核代码。例如：

(gdb) step
(gdb) next
(gdb) print <variable_name>

6. 退出调试**

调试完成后，使用quit命令退出cgdb：

(gdb) quit

实战示例

以下是一份调试Linux字符设备驱动模块的示例：

#title>字符设备驱动模块调试</#title>





**引言** 

本文将使用cgdb + qemu调试一个字符设备驱动模块，以帮助理解Linux内核代码执行流程和解决问题。

**步骤** 

**1. 准备** 

* 编译Linux内核，启用`CONFIG_KPROBES`和`CONFIG_KPROBE_EVENTS`内核配置项。
* 安装cgdb和qemu调试器。
* 将编译后的内核镜像复制到qemu虚拟机中。

**2. 启动qemu虚拟机** 

qemu-system-x86_64 -m 512 -kernel vmlinux -gdb tcp::1234

**3. 连接cgdb** 

cgdb vmlinux 127.0.0.1:1234

**4. 设置断点** 

(gdb) break char_dev_init

**5. 启动内核** 

(gdb) run

**6. 调试内核** 

* 使用`step`和`next`命令逐步执行内核代码。
* 使用`print`命令查看变量值。

**7. 退出调试** 

(gdb) quit

**结论** 

通过cgdb + qemu调试，我们可以深入了解Linux内核代码的执行流程，并快速定位和解决问题。这种调试方法对Linux内核开发和问题解决至关重要。