• 用virtualbox+模拟串口+CDT调试linux内核 TCP/IP协议栈-起步


    经常有人问一台机器如何将hello经网络发送给另一台机器,我确实是不知道,只能看代码了。
    说明:本人对内核的研究学习也是刚刚起步,有很多不了解的,所以文中可能会有一些“一本正经的胡扯”。请大家辩证的阅读。注意这种方式不能调试 start_kernel等过程,我主要用来调试tcp/ip协议栈代码。如果想调试start_kernel,后面会介绍用qemu的方式。

    S1. 开发机:我是将一个老的索尼的笔记本装了Ubuntu桌面版本作为开发环境,版本号是Ubuntu 16.04.4 LTS,后面在某些步骤中也会称之为host。
    S2. JDK使用的是java version "1.7.0_80"。 官网也有下载。后面CDT开发工具要用。
    S3. Eclipse版本 Mars.2 Release (4.5.2),CDT(8.8.1)使用的插件的方式安装的。 相关软件在eclipse官网均可以获得。至于怎么装插件,请网上搜索。
    S4. Virtualbox,版本 5.2.18 r124319 (Qt5.6.1)。 官网下载的linux版本。
    S5. 开发机安装socat,模拟串口通信用。sudo apt-get install socat
    S6. 开发机安装build工具链。

    sudo apt-get install gcc
    sudo apt-get install build-essential
    

    S7. Virtualbox新建ubuntu虚拟机作为调试目标机,安装的虚拟机的系统用的镜像是:ubuntu-16.04-server-amd64.iso。至于怎么用virtualbox装虚拟机,请网上搜索。
    虚拟机的CPU请根据你实际机器CPU的数量选择,我选择的是2,后面会对编译速度的提升有帮助。
    虚拟机的网卡设置: 选中你的virtualbox虚拟机-->设置-->网络-->网卡1-->勾上 启用网络连接/连接方式 选择 桥接网卡/界面名称 选择 你能联网的网卡。
    可以参见图
    虚拟机串口设置: 选中你的virtualbox虚拟机-->设置-->串口-->端口1-->勾上 启用串口/端口模式 选择 主机管道/路径地址填写 /tmp/s

    安装时,有个注意事项,语言选择English,否则可能会出现安装出错。另,安装server工具步骤时建议选择上openssh server。选择需要安装grub作为磁盘引导器。后面我么会称这台装好的虚拟机为guest机器,或者调试目标机,或者调试机,或者target等等。

    S8. 登录到调试目标机,准备内核代码。
    内核官网下载你要用的内核,我的用的是[4.4.19]版本(https://mirrors.edge.kernel.org/pub/linux/kernel/v4.x/linux-4.4.19.tar.gz)。可以用wget xxx内核链接地址的办法下载,我的是:

    cd ~
    mkdir 004.code
    cd 004.code
    wget https://mirrors.edge.kernel.org/pub/linux/kernel/v4.x/linux-4.4.19.tar.gz
    tar -xzvf linux-4.4.19.tar.gz
    cd linux-4.4.19
    

    S9. 在调试目标机准备编译安装内核。
    修改Makefile文件(linux-4.4.19目录下),将其中的O2字样修改成O1,目前不支持O0编译。但是有个文章说可以通过修改内核代码达到使用O0编译的目的。我试了试,没成功。如果谁成功了,可以告诉我,谢谢。
    安装必要的依赖:

    sudo apt-get install libncurses5-dev 
    sudo apt-get install libssl-dev
    sudo apt-get install bc
    

    调试目标机安装build工具链。

    sudo apt-get install gcc
    sudo apt-get install build-essential
    

    配置内核选项,其实只需要执行这步生成config文件,配置项不用修改,我们要的都有。

    make menuconfig
    

    然后选择 exit 然后选择yes 生成config文件。

    make CONFIG_DEBUG_SECTION_MISMATCH=y -j2
    

    此步骤需要很长时间,2-5小时不等,正常可以在睡觉前执行,第二天早上起来看结果。

    S10. 在调试目标机安装新编译的内核。
    工作目录在linux-4.4.19

    sudo make modules_install
    sudo make install
    

    S11. 在调试目标机修改启动引导选项。
    在第10步完成后重启机器时,在启动菜单中选择Advance...菜单中,可以看到新安装的4.4.19内核的引导项。
    进入系统(用4.4.19 或者之前的默认内核都可以),修改启动引导配置文件。

    cd /boot/grub
    sudo su - root
    cp grub.cfg grub.cfg.bk.180917
    chmod +w grub.cfg
    vi grub.cfg
    

    找到menuentry 'Ubuntu, with Linux 4.4.19......这个地方,为了便于识别,可以讲此处单引号内的4.4.19后面加上-debug-kernel字样(可选)。 从这行开始向下查看,找到最挨着的linux /vmlinuz-4.4.19 root=...ro 这一行,在 这一行后面加上kgdb=ttyS0 kgdboc=ttyS0,115200 kgdbwait

    S12. 在调试目标机将代码和编译产物拷贝给开发机。我用的scp,你可以选择ftp等方式。

    scp -r linux-4.4.19 simon@192.168.2.7:/home/simon/004.code/linux-4.4.19
    

    用户名 ip 路径 根据你自己实际情况确定。不明白的可以搜搜scp命令怎么用,再不行就用ftp的方式搞。 也有人通过虚拟机共享目录的方式搞,这个不重要,你能拿到开发机上面就行。

    S13. 在开发机,配置CDT并准备工程。
    打开装了CDT插件的eclipse。
    window-->preferences-->General-->Workspace 去掉勾选 Build Automatically。
    window-->preferences-->C/C++-->indexer 去掉勾选 Enable indexer。
    file-->new-->c project-->project name填写你自己合意的,比如linux-kernel-study / 去掉use default location,location输入框中选择你的linux-4.4.19路径。 / project type 选择 Makefile project-Empty project / Toolschains选择Linux GCC-->next-->Advanced Setting-->C/C++ Build-->去掉勾选use default build command, build command输入框内写上 make CONFIG_DEBUG_SECTION_MISMATCH=y -j2,build directory选择你的linux-4.4.19路径。 / Behavior页签 Build(Increament build) 输入框中输入一个空格即可。然后完成工程创建即可。
    点击工具栏中的绿色小虫子右边的箭头,选择Debug Configurations-->C/C++ Remote Application(双击)-->proiect选择你刚创建的project / C/C++ Application选择你的linux-4.4.19路径下的vmlinux。 / 选中 Disable auto build 点击select other换一个启动器 选择 GDB(DSF)Manual Remote Debugging...

    点击debugger页签 点击connection子页签,type选择Serial, speed选择115200,dev后面再来填。此处标志为待填13.1。

    点击apply close即可。

    S14. 启动调试目标机,在启动菜单处,选择 advance.../Ubuntu, with Linux 4.4.19-debuge-kernel这个内核引导项目。

    在开发机执行命令:socat -d -d /tmp/s pty
    他会有个输出 /dev/pts/.. 把这个路径填到13步待填13.1处。

    cd 你的linux-4.4.19路径
    gdb vmlinux
    target remote /dev/pts/.. (此处对应上面的输出,不是真的写一个..)
    此时就应该连接上目标机器了。按gdb的c指令便可以使得调试目标机继续启动下去。
    如果需要加设断点等,可以在调试目标机执行
    sudo su - root
    echo g > /proc/sysrq-trigger
    这样目标机就会暂停,可以在开发机中加设断点。

    注意这种方式不能调试 start_kernel等过程,我主要用来调试tcp/ip协议栈代码。

    S15. 在开发机用CDT调试。
    退掉14步的gdb调试。
    在调试目标机执行 sudo echo g > /proc/sysrq-trigger
    点击CDT工具栏中的绿色小虫子右边的箭头,选择1New_configuration,如果有什么错误提示不用理会,继续proceed。 连接成功后,控制台会有输出,比如我们可以在控制台输入 b af_inet.c:471 然后输入gdb 指令 c

    然后 在目标机执行 nc -l 8080

    然后你就可以发现断点停在了 snum = ntohs(addr->sin_port);, 这个时候你就可以调试server的bind动作了,其他诸如listen accept connect等类似方式调试。

    F5 F6这些快捷键都可以用,只是你每次增减断点,貌似都要现在目标机执行 echo g > /proc/sysrq-trigger,使他先停下来,才好加断点等操作。

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  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/simoncook/p/9662060.html
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