搭建qemu gdb调试kernel的环境

本文将介绍搭建qemu gdb调试kernel的环境。

1. 内核的编译

1.1 下载内核

1	curl https://mirrors.edge.kernel.org/pub/linux/kernel/v3.x/linux-3.14.69.tar.gz -o linux-3.14.69.tar.gz

1.2 编译选项

`make menuconfig`

这里需要开启内核参数CONFIG_DEBUG_INFO。

1.3 编译内核

make -j8

解释下两个文件：

linux-3.14.69/arch/x86/boot/bzImage ：是一个压缩的，可以bootable的Linux kernel文件
linux-3.14.69/vmlinux：一个非压缩的，不可以bootable的Linux kernel文件。是用来生成bzImage的中间文件。debug时需要用到该文件。

2. 构建initrd文件

启动系统的时候需要指定bzImage与initrd(init ram disk)文件。本节我们将介绍怎么把BusyBox打包成initrd文件。

2.1 准备

统一下目录，把环境变量TOP设置为这个目录

1 2	TOP=/home/ljm/qemu-kernel cd $TOP

2.2 下载和解压BusyBox

1 2	curl https://busybox.net/downloads/busybox-1.27.2.tar.bz2 -o busybox-1.27.2.tar.bz2 tar -xf busybox-1.27.2.tar.bz2

2.3 configure busybox

cd $TOP/busybox-1.27.2
mkdir -pv ../obj/busybox-x86
make O=../obj/busybox-x86 defconfig
make O=../obj/busybox-x86 menuconfig

type /, search for “static”. You’ll see that the option is located at:

1
2
3

-> Busybox Settings
  -> Build Options
[ ] Build BusyBox as a static binary (no shared libs)

选择yes。

2.4 build busybox

1
2
3

cd ../obj/busybox-x86
make -j8
make install

2.5 build the directory structure for our initramfs

mkdir -pv $TOP/initramfs/x86-busybox
cd $TOP/initramfs/x86-busybox
mkdir -pv {bin,sbin,etc,proc,sys,usr/{bin,sbin}}
cp -av $TOP/obj/busybox-x86/_install/* .

vim init
填入如下内容：

#!/bin/sh
mount -t proc none /proc
mount -t sysfs none /sys
echo -e "\nBoot took $(cut -d' ' -f1 /proc/uptime) seconds\n"
exec /bin/sh

chmod +x init

find . -print0 \
    | cpio --null -ov --format=newc \
    | gzip -9 > $TOP/obj/initramfs-busybox-x86.cpio.gz

We now have a minimal userland in $TOP/obj/initramfs-busybox-x86.cpio.gz that we can pass to qemu as an initrd (using the -initrd option).

3. 利用gdb调试内核

3.1 qemu主要选项解释

kernel bzImage: Use bzImage as kernel image. The kernel can be either a Linux kernel or in multiboot format. // 指定可以bootable的内核压缩文件
initrd file: use ‘file’ as initial ram disk // 指定initramdisk
append cmdline: use ‘cmdline’ as kernel command line // 指定kernel cmdline
S: Do not start CPU at startup (you must type ‘c’ in the monitor). // 用于调试代码
s: Shorthand for -gdb tcp::1234, i.e. open a gdbserver on TCP port 1234. // 开启一个gdbserver, 可以通过TCP端口1234连接
nographic: 默认qemu使用图形方式，该选项可以启用非图形方式

3.2 启动

1	qemu-system-x86_64 -kernel linux-3.14.69/arch/x86/boot/bzImage -initrd initramfs-busybox-x86.cpio.gz -s -S -append "console=ttyS0" -nographic

在本机另一个terminal利用gdb连接本地的gdbserver 1234端口

gdb
file linux-3.14.69/vmlinux //load Linux符号表
target remote:1234 //远程连接监听在TCP 1234的gdb server
b start_kernel //在start_kernel函数设置断点
c //continue,继续执行代码

启动后console打印启动信息，随后进入init程序指定的shell中:

参考资料：

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