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Linux中用GDB与QEMU来调试内核分析_a

发布时间:2020-01-16 20:21:38

使用QEMU+GDB能够实现源代码级的内核调试,但是,存在一个问题──当内核允许中断时,单步命令(n与s)会进入时钟中断。通过浏览QEMU的源代码,大体把原因找了出来。 单步命令(n与s)在gdb远程调试通讯协议中是s(参看info gdb),qemu的gdb stub在受到s命令后将虚拟CPU进入单步状态,但是在接收到s命令前,qemu的虚拟CPU是停止的(在等待gdb的命令),注意,这个时 候,虚拟时钟计时并没有停止,所以,很可能在qemu的虚拟CPU还没开始的时候就需要触发时钟中断了,但是虚拟CPU还在停止状态,中断无法触发。接收到s命令后,虚拟CPU开始执行指令。这时,如 果内核允许中断,虚拟时钟就将触发中断,所以s命令执行一条指令后停止在时钟中断处理程序的开始处,而不是希望的函数中下一条指令处。 现在看一下问题的解决方法。在我看来,需要修改gdb远程调试内核时单步命令的语义。有两个方向。 1.在gdb上修改。在处理用户的n与s命令时不是发送协议中的s命令,而是分两步。首先确定下一条指令的开始位置(或者下一行源程序对应的指令的开始位置)。对于有些RISC机器机器指令固定为某个长度,那么确定这个位置比较简单,但是对于像x86这样的变长指令的体系结构就需要稍微麻烦一点(需要确定当前指令的长度等)。然后假如第一步确定的地址是naddr。现在像处理用户的tbreak *naddr一样处理就可以了,接着发送继续运行命令c就可以了。 2.在qemu的gdb stub上修改协议命令s的处理方法。接收到s命令后不是让虚拟CPU进入单步执行状态,而是确定在没有中断的情况下,下一条指令的位置(注意对于当前是跳转指令的情况处理比较复杂),然后在这个位置设置临时断点,在虚拟CPU到达这个断点进入gdb stub后立即将其取消。 这两种处理方法中,我认为1比较好,实现起来清晰明了,但是需要对gdb的代码比较熟悉。2方法比较复杂,尤其是在当前指令是跳转指令时,不太容易确定临时断点的位置。另外作为暂时的权宜之计,我们可以只使用tbreak +offset来代替n与s命令。

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