使用Qemu gdb來除錯核心

昨天聽別人講使用qemu和gdb來實現原始碼級核心除錯，今天試了一下，果然非常方便，現簡單的記錄一下。

qemu是乙個開源的虛擬機器軟體，能夠提供全系統的**，可以執行在多個平台上，並**多個別的平台。qemu虛擬機器是採用動態翻譯來實現cpu的**的，對硬體的依賴程度低，通過它提供的眾多引數，你能夠對虛擬的機器進行定製以滿足你的需求。

要想對核心進行除錯，那自然需要重新編譯核心了，編譯核心的具體方法這裡就不羅嗦了，需要注意的是在配置核心時，要將「kernel hacking"中的「compile the kernel with debug info"選上，否則沒有除錯資訊，gdb也難為無公尺之炊。

編譯好核心之後，我們還需要製作乙個rootfs作為qemu虛擬機器的硬碟，這個步驟可以通過qemu來完成，大致的步驟如下：

1. 建立乙個虛擬的硬碟

# qemu-img create foobar.img 8g  # 建立乙個8g的虛擬硬碟

2. 在虛擬的硬碟上安裝乙個linux系統

# qemu -hda foobar.img -cdrom ***.iso -boot d -m 512 -enable-audio -localtime 

# ***.iso為某linux的發行版本的iso，該命令就是要從iso啟動，並將系統安裝到foobar.img中

當然，其實也可以將init ram disk作為qemu的rootfs，但這時需要對initrd進行修改，如果你對initrd不熟悉的話，最好還是花點時間，做個rootfs，這個可以省去一些麻煩。

qemu虛擬機器只是提供了乙個虛擬的機器，使得程式執行在虛擬機器中如同執行真實的物理機器上一樣，除此以外，qemu還必須能夠對虛擬機器進行完全的控制，但qemu和gdb又是怎麼扯上關係的呢？這是因為qemu中內建了gdbserver，這使得qemu能夠和遠端的gdb進行通訊，通過遠端的gdb來控制qemu虛擬機器的執行，從而達到除錯的目的。具體的操作如下：

1. 切換到剛剛編譯的核心的路徑，然後啟動qemu

# qemu -kernel arch/x86/boot/bzimage -initrd /boot/initrd.img-2.6.31-22-generic -gdb tcp::1234 -s

# -kernel 用來指定核心，注arch/x86/bzimage是不帶除錯資訊的核心，vmlinux是帶有除錯資訊的核心

# -initrd 用來指定核心啟動時使用的ram disk，

# -gdb tcp::1234表示啟動gdbserver，並在tcp的1234埠監聽，-s表示在開始的時候凍結cpu直到遠端的gdb輸入相應的控制命令

2. 啟動gdb，並和qemu進行聯絡，然後你就可以像除錯應用程式那些除錯核心了

# gdb

(gdb) file vmlinux

(gdb) target remote :1234

(gdb) b start_kernel

(gdb) c

呵呵，是不是很簡單，下面再簡單的介紹一下gdb常用的一些除錯命令：

help：即時幫助，當你不太記得或不太熟悉某些命令時，乙個help就可以搞定

edit：在gdb中使用$editor對某個檔案進行編輯，在開始之前可以將$editor設定為自己喜歡的編輯器

list：列出被除錯程式當前上下文的源程式

make：相當於在shell中執行make，對工程進行編譯，編譯完成後使用run即可重新開始除錯

run：簡寫為r，開始執行被除錯的程式

break：簡寫為b，設定乙個斷點，該斷點可以為某個檔案的某行，也可是某個函式名，還可以是某個位址，

此外通過if引數還可以設定條件斷點

backtrace：輸出呼叫堆疊

info：檢視當前gdb的各種資訊，如斷點資訊，呼叫堆疊等

step：簡寫為s，單步執行，每次執行一行

源程式，會跟蹤進入函式

next：簡寫為n，單步執行，每次執行一行

源程式，不跟蹤進入函式

stepi：簡寫為si，單步執行，每次執行乙個指令，會跟蹤進入函式

stepi n:簡寫為si n,多步執行，每次執行n步指令，會跟蹤進入函式

nexti：簡寫為ni，單步執行，每次執行乙個指令，不跟蹤進入函式

finish：執行直到從當前函式返回

until：簡寫為u，執行直到所在的迴圈結束

continue：簡寫為c，繼續執行直到下乙個斷點或程式結束或gdb收到訊號

print：簡寫p，用來輸出某個變數的值，只輸出一次，輸出結構時可以設定「set print pretty on「，這樣觀察更方便 

display：觀察某個變數，每次執行時都顯示相應的變數

x：檢視記憶體，通過相應的引數來執行記憶體的位址和要顯示多少資料

x/i: 顯示

記憶體下一條指令

x/ni addr: 從

記憶體位址

addr處開始顯示n步指令

b uploadmgr.c:upload 表示在uploadmgr.c檔案的upload函式打上斷點。

b uploadmgr.c:12  表示在uploadmgr.c檔案的12行打上斷點.

nfo break可以檢視當前的斷點資訊

delete  1 表示刪除第乙個斷點  （用info break檢視的 斷點號)

delete 不帶引數是刪除所有斷點

gdb *** |tee newfile  可以將gdb過程中，儲存所有輸出到newfile中去

set args a b c

，設定除錯程式的引數

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