使用 qemu 调试 linux kernel

  在 Ubuntu 中build kernel 参考如下：

• [Ref] https://wiki.ubuntu.com/KernelTeam/GitKernelBuild

   可以直接在宿主机调试kernel, 但是当发生崩溃之后，工作环境又要重新配置。

  所以考虑用 qemu，因为它有个option: -kernel， 可以直接引导kernel。比 VirtualBox 等虚拟机更快速更方便。

• 尝试使用 qemu 直接启动主机上的kernel 

• $ sudo qemu-system-x86_64 -kernel /boot/vmlinuz-`uname -r`

这会提示缺少文件系统

• 可以使用 debootstrap 构建一个rootfs 

  IMG=qemu-image.img
  DIR=mount-point.dir
  qemu-img create $IMG 1g
  mkfs.ext2 $IMG
  mkdir $DIR
  sudo mount -o loop $IMG $DIR
  sudo debootstrap --arch amd64 jessie $DIR
  sudo umount $DIR
  rmdir $DIR

这里最好用一下 chroot 和 passwd 更新一下文件系统里的密码，以免启动之后登不进去。

• build kernel 

  git clone --depth=1 git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/torvalds/linux.git
  cd linux
  make x86_64_defconfig
  make kvmconfig
  make -j 8

• menuconfig 使能调试信息选项

          [*] KGDB: kernel debugger  --->
                  <*>   KGDB: use kgdb over the serial console
          -> Compile-time checks and compiler options
                  [*] Compile the kernel with debug info

• booting kernel， 使用  -s 选项 (short stand for  -gdb tcp::1234)

  $ qemu-system-x86_64 -kernel arch/x86/boot/bzImage
                       -hda qemu-image.img
                       -append "root=/dev/sda" -s

• 然后在另一个终端用gdb 连接它就可以了

  $ gdb vmlinux
  
  (gdb) target remote localhost:1234
  (gdb) breakpoint spin_lock
  (gdb) continue

• 如果是在非 GUI 环境调试可以指定一下 console 和增加 –nographic 选项

  $ qemu-system-x86_64 -kernel bzImage
                       -append "root=/dev/sda console=ttyS0"
                       -hda qemu-image.img
                       --enable-kvm
                       --nographic

• Kmemleak 用来查找内存泄漏

          -> Memory Debugging
                  [*]Enable kernel memory leak detector.
                  (2000) Maximum kmemleak early log entries

在dmesg 中可以看到，或者 

$ echo scan >> /sys/kernel/debug/kmemleak
$ cat /sys/kernel/debug/kmemleak

• 使能网卡

  $ qemu-system-x86_64 -kernel bzImage
                       -append "root=/dev/sda console=ttyS0 single"
                       -drive file=toto.img,index=0,media=disk,format=raw
                       --enable-kvm --nographic
                       -net nic -net user,hostfwd=tcp::5555-:22

$ ssh -p 5555 fredo@localhost

• More kernel debugging options
• dynamic_debug:

          -> printk and dmesg options
                  [*] Enable dynamic printk() support

ftrace

        -> Tracers (FTRACE [=y])

•  [原文参考] https://www.collabora.com/news-and-blog/blog/2017/03/13/kernel-debugging-with-qemu-overview-tools-available/