最近在看 Linux 内核的网络部分源码，在 MacOS 上搭建调试环境，通过 gdb 调试，熟悉内核网络接口的工作流程。
调试环境是跑在虚拟机里的，在 windows 上应该也能将环境搭建起来。
1. 目标
- 目标：gdb 调试 Linux 内核网络部分源码。
- 环境：macos + vmware + ubuntu + qemu + gdb + linux kernel。
- 参考：构建调试Linux内核网络代码的环境MenuOS系统。
2. 视频
视频连接：gdb 调试 Linux 内核网络源码。
3. 流程
- 下载 ubuntu 14.04
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http://mirrors.aliyun.com/ubuntu-releases/14.04/ubuntu-14.04.6-desktop-amd64.iso
- vmware 安装 ubuntu。
- 虚拟系统磁盘空间，尽量给大一些，例如 100 G。
- 通过 root 权限安装 linux 内核。
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# 设置 root 密码。
sudo passwd
# 切换 root 用户。
su root
# 安装部分工具。
apt-get install vim tmux openssh-server git -y
# 添加 alias 方便操作终端。
vim ~/.bashrc
# 添加 alias c='clear'
source ~/.bashrc
# 启动 ssh. 避免后面 qemu 调试导致界面卡死，可以远程关闭进程。
ps -e | grep ssh
sudo /etc/init.d/ssh start
- 下载编译 linux 内核。
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# 下载内核源码。
cd /root
wget https://cdn.kernel.org/pub/linux/kernel/v5.x/linux-5.0.1.tar.xz
xz -d linux-5.0.1.tar.xz
tar -xvf linux-5.0.1.tar
cd linux-5.0.1
apt install build-essential flex bison libssl-dev libelf-dev libncurses-dev -y
# 设置调试的编译菜单。
make menuconfig
# 下面选项如果没有选上的，选上，然后 save 保存设置，退出 exit。
Kernel hacking --->
Compile-time checks and compiler options --->
[*] Compile the kernel with debug info
[*] Provide GDB scripts for kernel debugging
Processor type and features --->
[*] Randomize the address of the kernel image (KASLR)
# 编译内核。
make -j8
mkdir rootfs
- 调试内核。
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# 下载测试项目。
cd ..
git clone https://github.com/mengning/menu.git
cd menu
vim Makefile
# 修改编译项：
# qemu-system-x86_64 -kernel ../linux-5.0.1/arch/x86/boot/bzImage -initrd ../rootfs.img
# 安装模拟器 qemu 和编译环境。
apt install qemu libc6-dev-i386
# 编译测试项目。
make rootfs
# 调试 kernel
qemu-system-x86_64 -kernel ../linux-5.0.1/arch/x86/boot/bzImage -initrd ../rootfs.img -append nokaslr -S -s
cd ../linux-5.0.1
# 发现低版本的 gdb 调试出现问题，需要升级。
gdb ./vmlinux
- 安装高版本 gdb
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cd /root
gdb -v | grep gdb
apt remove gdb -y
sudo add-apt-repository ppa:ubuntu-toolchain-r/test
sudo apt install software-properties-common
sudo apt-get update
sudo apt-get install gcc-snapshot -y
gcc --version
sudo apt install gcc-9 g++-9 -y
sudo update-alternatives --install /usr/bin/gcc gcc /usr/bin/gcc-9 90 --slave /usr/bin/g++ g++ /usr/bin/g++-9
gcc --version
#wget https://mirror.bjtu.edu.cn/gnu/gdb/gdb-8.3.tar.xz
wget http://ftp.gnu.org/gnu/gdb/gdb-8.3.tar
tar -xvf gdb-8.3.tar.xz
cd gdb-8.3
# 修改 gdb/remote.c 代码。
vim gdb/remote.c
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/* Further sanity checks, with knowledge of the architecture. */
// if (buf_len > 2 * rsa->sizeof_g_packet)
// error (_("Remote 'g' packet reply is too long (expected %ld bytes, got %d "
// "bytes): %s"),
// rsa->sizeof_g_packet, buf_len / 2,
// rs->buf.data ());
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;
}
}
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./configure
make -j8
cp gdb/gdb /usr/bin/
sudo update-alternatives --install /usr/bin/gcc gcc /usr/bin/gcc-9 0 --slave /usr/bin/g++ g++ /usr/bin/g++-9
sudo update-alternatives --install /usr/bin/gcc gcc /usr/bin/gcc-4.8 100
- 调试 tcp 网络通信。
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cd /root/linux-5.0.1
git clone https://github.com/mengning/linuxnet.git
# 拷贝文件到 menu
cd linuxnet/lab2
# 修改拷贝的路径。
vim Makefile
# cp test_reply.c ../../../menu/test.c
# cp syswrapper.h ../../../menu
make
cd ../../../menu
make rootfs
cd ../linux-5.0.1/linuxnet/lab3
# qemu-system-x86_64 -kernel ../../arch/x86/boot/bzImage -initrd ../rootfs.img
make rootfs
# 调试
qemu-system-x86_64 -kernel ../../arch/x86/boot/bzImage -initrd ../rootfs.img -append nokaslr -S -s
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cd /root/linux-5.0.1
gdb ./vmlinux
# 下断点。
b tcp_v4_connect
b inet_csk_accept
# gdb 远程连接调试程序。
target remote : 123
c
用户可以根据自己的需要去下断点，也可以修改 linuxnet 源码进行调试。
4. vscode + gdb
vscode + gdb 调试 Linux 内核更人性化一点。
详看：vscode + gdb 远程调试 linux 内核源码（附视频）
