Debug Kernel via QEMU

准备kernel和initrd.img

我最近都是在做OPENTHOS系统(基于Android-x86),所以就直接使用OPENTHOS的内核:4.4.10版本;

编译内核:

$cp arch/x86/configs/android-x86_64_defconfig .config  
$make menuconfig  
$make

编译一个最小的initrd.img:

下载busybox 源码并编译;因为Linux运行环境当中是不带动态库的，所以必须以静态方式来编译BusyBox。修改

$make defconfig
$make menuconfig
Busybox Settings --->
    Build Options --->
         [*] Build BusyBox as a static binary(no shared libs)

make
make install

写一个最简单的启动脚本:

$cd $BUSYBOX/_install
创建系统运行时的必须目录，其中，/proc用于挂载proc系统，/sys用于挂载sys系统，dev用于mdev创建设备节点，etc/init.d为放置busybox启动脚本的目录
$mkdir proc sys dev etc etc/init.d
$vim $BUSYBOX/_install/etc/init.d/rcS

#!/bin/sh
#将proc文件系统挂载到/proc目录，因为很多应用程序会使用到/proc中的信息，不挂载会导致各种异常
mount -t proc none /proc
#将sys文件系统挂载到/sys目录，因为很多应用程序会使用到/sys中的信息，不挂载会导致各种异常
mount -t sysfs none /sys
#mdev是busybox自带的一个udev，用于系统启动和热插拔或动态加载驱动程序时，自动产生设备节点，这句话如果不加上则需要手动mknod来挂载设备节点
/sbin/mdev -s

$chmod +x $BUSYBOX/_install/etc/init.d/rcS
(注：为什么编辑这个文件呢？因为我们将使用busybox的init作为我们的Linux启动的第一个进程，而busybox的init所使用的启动脚本就是/etc/init.d/rcS，该路径被声明在$BUSYBOX/init/init.c当中)

创建initrd.img

cd _install
find . | cpio -o -H newc |gzip > $KERNEL/rootfs.img
cp rootfs.img $KERNEL/

安装QEMU

最简单的安装方式:apt-get install qemu,这种方式采用了QEMU的默认配置；
可能QEMU的某些默认功能没有打开，那么你需要手动从source编译qemu(略)
创建一个软链接来减少输入字符:

$ln -s /usr/bin/qemu-system-x86_64 /usr/bin/qemu

Qemu启动Linux

qemu -kernel ./arch/x86_64/boot/bzImage -initrd rootfs.img.gz -append "root=/dev/ram rdinit=sbin/init console=ttyS0" -no-reboot  -serial stdio -s -S
-S:freeze CPU at startup
-s:shorthand for -gdb tcp::1234

gdb连接

启动加上该参数-gdb tcp::1234

gdb
(gdb) target remote:1234
Remote debugging using :1234
0x0000fff0 in ?? ()
(gdb) file vmlinux
A program is being debugged already.
Are you sure you want to change the file? (y or n) y
Reading symbols from vmlinux...done.

使用QEMU启动完整的镜像

有时候拿到一个完整的iso启动镜像，就需要变一下启动参数:

通过legacy引导启动

apt-get install ovmf
qemu-system-x86_64 -enable-kvm -m 2.5G -cdrom ubuntu-15.10-desktop-amd64.iso  -vga std -serial stdio

通过UEFI引导启动

qemu-system-x86_64 -enable-kvm -m 2.5G  -vga std -serial stdio -bios /usr/share/ovmf/OVMF.fd -drive file=ubuntu-15.10-desktop-amd64.iso

遇到的问题:

gdb中出现：

Remote 'g' packet reply is too long:

进入gdb设置：

set architecture i386:x86-64:intel

这种修改方式不起作用, 采用下面的修改gdb源码的方式证明确实是好使的;

if (buf_len > 2 * rsa->sizeof_g_packet) {
    rsa->sizeof_g_packet = buf_len ;
    for (i = 0; i < gdbarch_num_regs (gdbarch); i++) {
        if (rsa->regs->pnum == -1)
            continue;
        if (rsa->regs->offset >= rsa->sizeof_g_packet)
            rsa->regs->in_g_packet = 0;
        else  
            rsa->regs->in_g_packet = 1;
    }     
}

How to Debug kernel via QEMU