使用qemu进行内核源码级调试
使用qemu进行内核源码级调试
内核源码调试对于内核初学者而言是一件有一定难度的事.工欲善其事，必先利其器，要想成功地进行内核源码级的调试，首先，必须现到一个合适的工具，下面，笔者就来介绍内核源码调试的一款工具QEMU.
QEMU是一个通用并开放源代码的模拟器，其功能相当的强大，例如：可以用QEMU来模拟一个完整的系统，同时，也可以用QEMU来实现系统源码级的调试.如果您想对QEMU仿真器有更加深入的了解，请参阅其：
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下面笔者从如何得到QEMU，以及如何在linux下安装QEMU并进行源码级的调试做一个详细的介绍.
(一) qemu的获得以及安装
得到qemu是相当方便的，到其
/qemu/download.html下载QEMU Linux
下载最新版本即可.

接下来是在linux下安装qemu的详细步骤：
第一步：
把下载的文件放到工作目录下,解压缩：
例如：
huanghucai@huanghucai-laptop:~/kernel_learning$ tar zxvf qemu-0.10.
第二步：切换到qemu目录下
huanghucai@huanghucai-laptop:~/kernel_learning$ cd qemu-0.10.5
第三步：配置安装
huanghucai@huanghucai-laptop:~/kernel_learning/qemu-0.10.5$ ./configure
huanghucai@huanghucai-laptop:~/kernel_learning/qemu-0.10.5$ sudo make
huanghucai@huanghucai-laptop:~/kernel_learning/qemu-0.10.5$ sudo make install
这样，qemu就安装好了，安装好了之后，对于一个新的软件，我们需要查看其具体的使用方法，那么请查看它的man手册.或者是到其去了解其基本的应用.

(二) 使用QEMU进行内核源码级调试

接下来，就是利用QEMU进行内核源码调试.要想在QEMU下进行内核源码调试，和其他内核调试方式一样，首先是准备内核镜像.为了能够进行源码级的跟踪、调试，需要一个包含调试信息的内核镜像.

下面将会以linux-2.6.23.2内核版本为例来进行讲解.
首先是到linux内核获得linux-2.6.23.2内核源码linux-2.6.23.，下载后解压缩，将源代码放到工作目录下，
例如：放到目录
huanghucai@huanghucai-laptop:~/kernel_learning$
(这里说点题外话，这里笔者推荐一款下载工具axel,下载速度很快的，为了尽快的得到源代码，安装axel，复制链接，之后终端执行下面命令：
axel -n 50 -o . /pub/linux/kernel/v2.6/linux-2.6.23.不过60秒，你就可以得到linux内核源码了，上面的.表示你把下载源代码放在了当前工作目录下，使用了50线程，要想对axel有深入的了解，你可以man一下就OK了)

下载内核源代码之后，解压缩，并进入内核源码目录：
huanghucai@huanghucai-laptop:~/kernel_learning$ tar zxvf linux-2.6.23.2 linux-2.6.23.
huanghucai@huanghucai-laptop:~/kernel_learning$ cd linux-2.6.23.2

第一步、生成新的.config文件，其中的配置采用默认的选项就可以了
huanghucai@huanghucai-laptop:~/kernel_learning/linux-2.6.23.2$ defconfig

第二步、修改已有的.config文件，在这个步骤中，添加新的内核选项
huanghucai@huanghucai-laptop:~/kernel_learning/linux-2.6.23.2$ make memuconfig

进入顶级选项Kernel hacking选项，选中kernel debugging,之后再次选中Compile kernel with debug info选项，选择以后出来并保存就可以了；

第三步、创建大内核镜像bzImage
huanghucai@huanghucai-laptop:~/kernel_learning/linux-2.6.23.2$ make bzImage
第三步运行结束需要较长的时间，当第三步完成之后，如果没有出现什么问题，就可以直接略去下面的这些内容跳到第四步就OK了;如果你使用的是gcc 4.3，那么很有可能会出现创建失败的情况，错误提示如下所示：
    ......
    ......
LD      .tmp_vmlinux1
kernel/built-in.o: In function `getnstimeofday':
(.text+0x1b2b1): undefined reference to `__umoddi3'
kernel/built-in.o: In function `do_gettimeofday':
(.text+0x1b36c): undefined reference to `__udivdi3'
kernel/built-in.o: In function `do_gettimeofday':
(.text+0x1b38f): undefined reference to `__umoddi3'
kernel/built-in.o: In function `timekeeping_resume':
timekeeping.c:(.text+0x1b520): undefined reference to `__udivdi3'
timekeeping.c:(.text+0x1b543): undefined reference to `__umoddi3'
kernel/built-in.o: In function `update_wall_time':
(.text+0x1bb9d): undefined reference to `__udivdi3'
kernel/built-in.o: In function `update_wall_time':
(.text+0x1bbc0): undefined reference to `__umoddi3'
kernel/built-in.o: In function `update_wall_time':
(.text+0x1bc57): undefined reference to `__udivdi3'
kernel/built-in.o: In function `update_wall_time':
(.text+0x1bc81): undefined reference to `__umoddi3'
make: *** [.tmp_vmlinux1] Error 1

这个错误的原因是因为gcc 4.3在处理64位整数运算的时候出现的问题，解决的办法据我所知有两种，这里介绍其中一种.在linux2.6.23.2目录下的Makefile文件中给变量CFLAGS_KERNEL赋值为：-fno-tree-scev-cprop,
改变值之后重新编译一次就OK了.如果出现了undefined reference to `__stack_chk_fail'，可以在文件Makefile中的CFLAGS设置值
-fno-stack-protector，即关闭掉栈的保护.
如果出现其他编译失败的情况，你可以借助于google到相关的解决方案.

第四步就是准备根文件系统镜像，这里我从qemu的下载了linux-0.2.img.bz2,解压缩并将解压缩后的文件放到源代码目录下.

经过上面四个步骤的工作，现在你已经将内核源码级的调试环境搭建完了，下一步就来进入qemu下的内核源码级调试.

(三) QEMU下内核源码级调试
首先是启动qemu:
可以运行类似于下面命令来启动qemu：
qemu -S -kernel arch/i386/boot/bzImage -hda linux-0.2.img -append "root = dev/hda" -no-kqemu
截图如下所示：




运行了此命令后就可以进行源码级的调试了.
当执行了上面的启动命令之后，会弹出下面的QEMU工作终端，



此时QEMU工作终端是一个黑方框，没有任何内容，
现在要切换进QEMU，按下Ctrl+Alt+2即切换到QEMU工作台下img文件如何打开.启动gdb服务，并设置主机连接端口，使用下面命令即可实现:
gdbserver 1234
这里要理解的一点是:当启动QEMU后，QEMU仿真器在等待着gdb的连接.
如图所示：



要在仿真器下进行源代码级的调试，需在另外一个终端下启动'vmlinux'调试，对应的命令为：
gdb vmlinux.这些工作都是在源码目录下实现的。
之后，在调试状态下进行QEMU的连接：
target remote localhost:1234
建立QEMU连接后，就可以进行gdb的正常使用了，例如，通过c命令启动内核
(gdb) c





参考：《linux2.6 内核标准教程》 河泰 王洪涛 编著
发表于： 2009-07-26 ，修改于： 2009-08-03 10:13，已浏览1846次，有评论9条 推荐 投诉
网友评论
内容：
我按照上面做了，还有一个问题是，could not open gdbserver on device 1234?
Blog作者的回复:
你可以改另外一个端口试试，例如gdbser 1212
本站网友评论于：2009-08-07 18:09:42 （221.237.191.★）
内容：
我感觉不是端口的问题，我试了很多的端口，都是这种错误，能请教一下是什么原因吗。
Blog作者的回复:
这样的问题我也没有遇到过，在网上搜索了一下，可能是gdbserver启动失败，这个问题我暂时也解决不了，很抱歉.
本站网友评论于：2009-08-08 17:40:28 （125.71.127.★）
内容：
我按照上面的作了，但是每次执行：qemu -S -kernel arch/i386/boot/bzImage -hda linux-0.2.img -append "root = dev/hda" -no-kqemu。总是出现VNC server running on `127.0.0.1:5901',
xucaiyi 评论于：2009-12-16 13:24:42 （218.9.122.★）
内容：
这时候你可以通过一个VNC客户端连过去
本站网友评论于：2010-03-05 09:53:23 （125.69.76.★）
内容：
我走到了最后一步。当我输入c时.屏幕显示Continuing
(如帖子最后一幅图显示的那样)

但是这之后,就没有别的反应了..接下来该怎么办呢?


本站网友评论于：2010-04-17 12:53:11 （192.55.46.★）
内容：
这么使用：gdbserver tcp::1234
可以解决你的问题
greek_zjb 评论于：2010-04-26 11:37:38 （61.135.165.★）
内容：
还需要Ctrl+Alt+1切换回运行模式。
本站网友评论于：2010-11-05 09:49:35 （61.148.56.★）
内容：
怎么通过VNC客户端连过去？我也遇到提示VNC server ranning on ....
本站网友评论于：2011-03-12 13:44:34 （112.80.193.★）
内容：
怎么通过VNC客户端连过去？我也遇到提示VNC server ranning on ....
本站网友评论于：2011-03-12 13:44:34 （112.80.193.★）

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