《Linux内存管理：实验驱动的深度探索》【附录】【实验环境搭建 2】【vscode搭建调试内核环境】

1. 如何调试我们的内核

1. GDB调试

1. 安装gdb

sudo apt-get install gdb-multiarch

gdb-multiarch是多架构版本，可以通过set architecture aarch64指定架构

2. QEMU参数修改添加-s -S

#!/usr/bin/sh

qemu-7.2.0-rc1/build/aarch64-softmmu/qemu-system-aarch64 \
    -nographic \
    -M virt \
    -cpu cortex-a57 \
    -smp 2 \
    -m 1G \
    -kernel linux-6.0.9/build/arch/arm64/boot/Image \
    -append "nokaslr root=/dev/ram init=/linuxrc console=ttyAMA0 console=ttyS0" \
    -initrd initrd.ext4 \
    -s -S

-s 表示启用 GDB 服务，-S 表示启动时停止 CPU，等待 GDB 连接。

-s 可以指定调试端口，如 -s tcp::8888。没有指定的默认情况下，端口号是 1234

执行上述脚本

进入内核目录linux-6.0.9/build执行

gdb-multiarch --tui vmlinux

其中，–tui(Text User Interface) 用于启用 TUI 模式

cd linux-6.0.9/build
gdb-multiarch --tui vmlinux


(gdb) set architecture aarch64
The target architecture is set to "aarch64"

# 连接gdbserver
(gdb) target remote localhost:1234
Remote debugging using localhost:1234

# 设置断点
(gdb) b start_kernel
Breakpoint 1 at 0xffff000011bf0470 (2 locations)

# 运行
(gdb) c

2. VSCode调试

我们虽然可以使用 gdb的方式来调，但是 还是不太方便。这里我们继续使用 vscode 来搭建调试环境。

确保写安装C/C++插件

• 在 launch.json 中添加如下内容

{
    "version": "0.2.0",
    "configurations": [
        {
            "name": "Linux-6.0.9",
            "type": "cppdbg",
            "request": "launch", 
            "program": "/home/leo/data_4t/cbx/qemu_linux_6.0.9_arm64/linux-6.0.9/build/vmlinux",//vmlinux路径
            "args": [],//启动参数,如果需要记录日志可以自己增加参数。因为gdbsever已经有了参数，这里可以不用设置
            "stopAtEntry": true,//会自动停在main,不需要则设置为false
            "cwd": "${workspaceRoot}",
            "environment": [],
            "externalConsole": true,
            "MIMode": "gdb", //运行模式
            "logging": {
                "moduleLoad": false,
                "engineLogging": false,
                "trace": false
            },
            "setupCommands": [ //命令
                {
                    "description": "Enable pretty-printing for gdb",
                    "text": "-enable-pretty-printing",
                    "ignoreFailures": true
                },
                {
                    "description": "set architecture aarch64",
                    "text": "set architecture aarch64",
                    "ignoreFailures": true
                }
            ],
            "miDebuggerPath":"gdb-multiarch",//工具链gdb
            "miDebuggerServerAddress":"localhost:1234"//远程端口

        }
    ]
}

vmlinux路径按照实际情况修改保存。

先在终端执行qemu，再vscode内打开代码打断点init/main.c:934，现在就可以运行了

2. 调试注意点

需要注意的是：内核只能用O2编译，很多变量都被优化了，不很方便。

可用下面方法来局部O0编译：

 // 写在文件开头，O0编译本文件
#pragma GCC optimize ("O0") 

// 写在函数开头，O0编译本函数
__attribute__((optimize("O0"))) 

这样如果遇到需要单步执行，或者看一些变量信息，会更加的方便。

• https://www.cnblogs.com/qmjc/p/14698328.html
• https://developer.aliyun.com/article/215591

3. 总结

• 通过 qemu 结合 vscode调试， 就可以顺利开始我们的 linux 内存管理 的学习了。