【Linux Kernel】Linux debug 环境搭建：qemu+vscode内核源码调试配置教程

发布于: 2023-2-1 更新于: 2023-2-1 收录于: Linux Kernel

文章字数: 700 阅读时间: 4 分钟阅读量:

基础环境

虚拟机环境

VMware® Workstation 16 Pro 16.2.4 build-20089737
Ubuntu14.04 amd64

真机环境

Intel(R) Core(TM) i7-7700HQ CPU （AMD64）
Windows 10 专业版 22H2
Visual Studio 1.79.2
Visual Studio 插件配置
- C/C++ v.1.15.4
- C/C++ Extension Pack v1.3.0
- Remote SSH v0.102.0
- Remote SSH: Editing Configuration v0.86.0
- Remote Explorer: v.0.4.0

Ubuntu14.04 设置

root 设置

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//设置root密码
sudo passwd

软件更新

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 sudo apt-get update 
 sudo apt-get upgrade

开机root 登录

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# 修改50-ubuntu.conf
gedit /usr/share/lightdm/lightdm.conf.d/50-ubuntu.conf
# 修改内容
[SeatDefaults]  
user-session=ubuntu  
autologin-user=root  
greeter-session=unity-greete  
greeter-show-manual-login=true  
allow-guest=false

# 修改.profile
gedit /root/.profile
# 修改内容
# mesg n
tty -s && mesg n

禁止提示ubuntu更新参考配置方案[3]

相关软件安装

ssh安装与vscode远程连接设置

安装ssh

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# 1. 安装
sudo apt-get  install openssh-server -y
# 2. 修改配置文件
sudo gedit /etc/ssh/sshd_config
# 3. 修改选项
# Authentication:
LoginGraceTime 120
#PermitRootLogin prohibit-password
PermitRootLogin yes
StrictModes yes

Vscode 远程连接参考配置方法[2]

Linux Source Code

下载地址：

Index of /pub/linux/kernel/

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# 解压
tar -zxvf linux-2.6.32.20.tar.gz 

qemu

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# 安装
apt-get install qemu -y
# 检测安装结果
qemu-i386 -version
# qemu-i386 version 2.0.0 (Debian 2.0.0+dfsg-2ubuntu1.46), Copyright (c) 2003-2008 Fabrice Bellard

gcc

要求安装gcc 4.4

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# 安装
apt-get install gcc-4.4
ls /usr/bin -l | grep gcc #可以看到gcc是一个链接文件，连接到gcc-4.8版本；可以把本链接删除，重新链接gcc到gcc-4.4版本；

# 删除4.8版本的gcc软连接
sudo rm -rf /usr/bin/gcc
sudo ln /usr/bin/gcc-4.4 /usr/bin/gcc

# 检查安装结果
sudo gcc -v # 查看最终链接好的版本。

安装必要的编译环境

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apt-get install aptitude -y
aptitude install libncurses5-dev -y
apt-get install libssl-dev -y

gdb

卸载原有gdb，并下载gdb源码

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sudo apt-get autoremove gdb
wget http://ftp.gnu.org/gnu/gdb/gdb-7.9.tar.gz

修改源码

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vim gdb-7.9/gdb/remote.c
# 修改内容
if (buf_len > 2 * rsa->sizeof_g_packet) 
	error (_("Remote 'g' packet reply is too long: %s"), rs->buf);
# 改为
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[i].pnum == -1)
            continue;
        if (rsa->regs[i].offset >= rsa->sizeof_g_packet)
            rsa->regs[i].in_g_packet = 0;
        else
            rsa->regs[i].in_g_packet = 1;
    }
}

编译安装

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cd gdb-7.9
sudo ./configure 
sudo make 
sudo make install

检查安装结果

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gdb -v

BusyBox 源码安装编译

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# 下载源码
wget --no-check-certification https://busybox.net/downloads/busybox-1.25.0.tar.bz2


# 解压 
tar -xvjf busybox-1.25.0.tar.bz2

# 编译
make defconfig
make menuconfig 
make -j4

make menuconfig 在编译选项中需要手动勾选的项 Pasted image 20230620180255|300

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 # 检查安装结果,与截图中的内容相同则安装成功
 ./busybox ls

Pasted image 20230620180522|800

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# 安装
make install

Linux内核编译

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# 下载
wget https://mirrors.edge.kernel.org/pub/linux/kernel/v2.6/linux-2.6.32.20.tar.gz

# 编译
make menuconfig
make -j4

Pasted image 20230620182334|1200

检查安装结果 Pasted image 20230620201556|800

根文件系统制作

将busybox安装后生成的_install文件单独拷贝到一个文件夹

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 mkdir ramdisk
 cd ramdisk
 cp -r ../busy-1.25.0/_install/*  .

设置初始化进程init（建立一个软链接，一定不能直接复制过去）

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cd ramdisk
ln -s bin/busybox init

设置开机启动程序

首先，我们需要先设定一些程序运行所需要的文件夹

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cd ramdisk
mkdir -pv {bin,sbin,etc,proc,sys,usr/{bin,sbin},dev}

init程序首先会访问etc/inittab文件，因此，我们需要编写inittab，指定开机需要启动的所有程序

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cd ramdisk
cd etc
vim inittab

inittab文件添加如下内容

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::sysinit:/etc/init.d/rcS   
::askfirst:-/bin/sh    
::restart:/sbin/init
::ctrlaltdel:/sbin/reboot
::shutdown:/bin/umount -a -r
::shutdown:/sbin/swapoff -a

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chmod +x inittab

编写系统初始化命令从inittab文件中可以看出，首先执行的是/etc/init.d/rcS脚本，因此，我们生成初始化脚本

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cd ramdisk
mkdir init.d
cd init.d
vim rcS

rcS文件添加如下内容

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#!/bin/sh

mount proc
mount -o remount,rw /
mount -a    
clear                               
echo "My Tiny Linux Starting, press enter to active"

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chmod +x rcS

设置文件系统在rcS脚本中，mount -a 是自动挂载 /etc/fstab 里面的东西，可以理解为挂在文件系统，因此我们还需要编写 fstab文件来设置我们的文件系统。

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cd ramdisk/etc/
vim fstab

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#/etc/fstab
proc            /proc        proc    defaults          0       0
sysfs           /sys         sysfs   defaults          0       0
devtmpfs        /dev         devtmpfs  defaults          0       0

压缩生成镜像至此，我们已经完成了RAM Disk中相关文件的配置，可以压缩生成文件镜像了。

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cd ramdisk
find . -print0 | cpio --null -ov --format=newc | gzip -9 > ../initramfs.img

最后生成的initramfs.img就是我们的根文件系统

qemu+gdb调试linux kernel

直接运行

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qemu-system-x86_64 -kernel ./linux-2.6.32.20/arch/x86_64/boot/bzImage -initrd ./initramfs.img -append "console=ttyS0" -nographic

调试运行

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qemu-system-x86_64 -kernel ./linux-2.6.32.20/arch/x86_64/boot/bzImage -initrd ./initramfs.img -append "console=ttyS0" -nographic -S -s

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gdb vmlinux # vmlinux为内核根目录下的文件

# 进入gdb后
target remote:1234 # qemu默认端口，可以更改

Vscode 远程调试

远程连接后添加配置文件lanuch.json 运行>添加配置

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// 悬停以查看现有属性的描述。
    // 欲了解更多信息，请访问: https://go.microsoft.com/fwlink/?linkid=830387
    "version": "0.2.0",
    "configurations": [
        {
            "name": "LinuxKernel-Debug",
            "type": "cppdbg",
            "request": "launch",
            "miDebuggerServerAddress": "127.0.0.1:1234",
            "program": "${workspaceFolder}/vmlinux",
            "args": [],
            "stopAtEntry": false,
            "cwd": "${workspaceFolder}",
            "environment": [],
            "externalConsole": false,
            "logging": {
                "engineLogging": false
            },
            "MIMode": "gdb",
            "miDebuggerPath": "/usr/local/bin/gdb"
        }
    ]
}