gdb 调试linux内核

基础概念： GDB（GNU Debugger）是一个强大的调试工具，用于调试程序的执行流程、变量值等。它可以与Linux内核一起使用，允许开发者深入到内核级别进行调试。

相关优势：

1. 灵活性：GDB提供了丰富的命令来控制程序的执行，如单步执行、设置断点、查看堆栈跟踪等。
2. 跨平台：支持多种操作系统和架构。
3. 源码级调试：可以直接查看和修改源代码级别的变量和数据结构。
4. 强大的表达式求值：可以在调试时计算复杂的C表达式。

类型与应用场景：

• 类型：GDB主要用于源码级调试，但也支持汇编级调试。
• 应用场景：
  • 内核开发与维护：定位和修复内核中的BUG。
  • 驱动程序开发：确保硬件设备正确地与操作系统交互。
  • 系统性能优化：通过分析内核行为来找出性能瓶颈。

常见问题及解决方法：

1. 无法加载符号文件：
   • 原因：内核未编译带有调试信息的版本，或者符号文件路径不正确。
   • 解决方法：重新编译内核时启用CONFIG_DEBUG_INFO选项，并确保内核映像和符号文件在同一目录下。

• 断点无法命中：
  • 原因：断点设置在了内核不会执行的代码路径上，或者地址不正确。
  • 解决方法：检查断点设置的地址或函数是否正确，确保内核会执行到该处。
• 调试时系统崩溃：
  • 原因：可能是由于调试过程中的非法操作或内核BUG导致的。
  • 解决方法：首先确保内核版本稳定，其次使用kgdb等工具进行更安全的调试。

示例代码： 假设我们有一个简单的内核模块，想要使用GDB进行调试：

// my_module.c
#include <linux/module.h>
#include <linux/kernel.h>

int init_module(void)
{
    printk(KERN_INFO "Hello, World!\n");
    return 0;
}

void cleanup_module(void)
{
    printk(KERN_INFO "Goodbye, World!\n");
}

编译内核模块时，需要启用调试信息：

make menuconfig
# 启用 CONFIG_DEBUG_INFO
make -j$(nproc)

加载模块并使用GDB进行调试：

insmod my_module.ko
gdb /path/to/vmlinux
(gdb) break init_module
(gdb) run

当程序停在init_module断点时，可以查看变量值、单步执行等。

注意：在实际操作中，可能需要root权限来加载内核模块和使用GDB进行调试。