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[原创]Linux kernel debug设计浅析

2019-7-10 15:26 1507

[原创]Linux kernel debug设计浅析

2019-7-10 15:26
1507

QEMU启动参数

linux版本5.2.0-rc4

qemu-system-x86_64  -smp 4 -kernel bzImage  -m 4096 -hda ~/stretch.img  -serial stdio -append "earlyprintk=serial console=ttyS0 kgdboc=ttyS0 kgdbwait root=/dev/sda nokaslr" -enable-kvm -cpu host  -s -S -display none

启动后效果如下:


图1

得到一个可以交互的kernel debug。这里是kdb的命令行,并不是kgdb的部分。后面会说明它们之间的关系。

此在在调试端按ctrl+ c 中断,看到此时kdb的栈回溯。


图2

内核命令行参数分析

图2看到kdb是从一个int3中断进入的。分析参数后发现是kgdbwait参数最后调用kgdb_breakpoint()也就是int 3的原因。


图3

从int3中断向上找关键函数。发现kgdb_cpu_enter()是kdb的入口。重启虚拟机对kgdb_cpu_enter()下断点。发现kgdb_cpu_enter()并不是中断一次


图4

这次是从nmi中断进入的。也就是还有代码给cpu发送了一个nmi导致。最后找到是kgdb_cpu_enter()发送的nmi中断。


图5

代码给了解释。原来是int3中断只能让一个核进入kdb。对于多核系统仅让一个核进入kdb其他核正常运行显然不合理,所以要让所有核都进入kdb。kgdb_cpu_enter()--->kdb_stub()--->kdb_main_loop()--->kdb_parse ()执行1054行对应每个命令的处理函数


图6

各个命令注册的处理函数如下


图7

kgdb部分

  上面是kdb的处理部分,常用的是用kgdb和gdb双机调试的方案。进入kgdb的代码


图8

kdb切换到kgdb需要一条命令


图9

为了能用从qemu动态抓到这个过程,需要修改qemu的启动参数。


图10

又增加了一个串口,第一个串口ttyS0用于打印内核启动流程,ttyS1用于在建立gdb和内核建立连接。所以除了用target remote localhost:1234 连接的调试还可以用 target remote /dev/pts/3连接。这样就可以从第一个gdb中看到第二个的连接过程和处理逻辑。

在第一个gdb对kdb_parse()下断点,然后第二个gdb开始连接


图11

第一个gdb此时断下来。.


图12

gdb发送正是kgdb命令,此时从kdb转换到kgdb。



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最新回复 (3)
nevinhappy 2 2019-7-11 19:19
2
0
如果有bzImage ,没有原代码,有办法对它进行patch吗 ? 
大致的想的思路:
1, 通过vmlinux-extract 获取vmlinux;
2, 修改vmlinux;
3, 使用vmlinux和bzImage 来重建新的bzImage 。
不过发现网上没有这么干的,而且我试了也没有成功,在第三步的时候,进行vmlinux再压缩的时候,文件大小不一样,生成的bzImage也不能用,从文件组成里提到vmlinux压缩后,是在piggy.o的数据段内,不知道是不是解压的时候,破坏了格式。
linuxfuns 2019-7-11 20:23
3
0
你可以利用QEMU调试一下重建的bzImage。找找问题
nevinhappy 2 2019-7-12 09:22
4
0
linuxfuns 你可以利用QEMU调试一下重建的bzImage。找找问题
嗯,IDA+VMWare试试。
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