Linux内核学习 第三周 gdb跟踪Linux内核

一.搭建Linux内核编译、阅读环境。
    1.下载内核源码：
    wget 
    xz -d linux-3.18.28.tar.xz
    tar-xvf linux-3.18.28.tar
    cd linux-3.18.28
    make i386_defconfig
    make  menuconfig  -> kernel hacking—>[*] compile the kernel with debug info  //这样会在内核调试阶段加入debug信息。
    make # 一般要编译很长时间，少则20分钟多则数小时
    有的系统可能出现：curses.h: No such file or directory  这个错误，这个是因为本机开启menuconfig界面时，需要creses字符库的支持，所以只需要在本机上安装库就可以了，我使用的是Ubuntu10.04，安装命令为：apt-get install libncurses5-dev

    2.制作文件系统
    # 制作根文件系统
    mkdir rootfs
    git clone  
    cd menu
    gcc -o init linktable.c menu.c test.c -m32 -static –lpthread
    cd ../rootfs
    cp ../menu/init ./
    find . | cpio -o -Hnewc |gzip -9 > ../rootfs.img

    3.运行内核
        qemu -kernel linux-3.18.28/arch/x86/boot/bzImage -initrd rootfs.img
    这时可以看到运行起来的menuos界面，并且通过 help命令可以查看支持的其他命令。



    4.使用vim搭建代码阅读环境，这个可以参考其他文档资料，我使用的是ctag+vim，参考来源为：http://blog.chinaunix.net/uid-22891435-id-380187.html

   二.使用gdb跟踪内核代码
    1.内核启动时的参数：
    qemu -kernel linux-3.18.6/arch/x86/boot/bzImage -initrd rootfs.img -s -S # 关于-s和-S选项的说明：
    # -S freeze CPU at startup (use ’c’ to start execution)冻结cpu
    # -s shorthand for -gdb tcp::1234 若不想使用1234端口，则可以使用-gdb tcp:xxxx来取代-s选项
    2.gdb启动参数：
    gdb
    （gdb）file linux-3.18.6/vmlinux # 在gdb界面中targe remote之前加载符号表
    （gdb）target remote:1234 # 建立gdb和gdbserver之间的连接,按c 让qemu上的Linux继续运行
    （gdb）break start_kernel # 断点的设置可以在target remote之前，也可以在之后
运行起来的效果图就如上面，区别在于，我们可以通过gdb添加断点来调试内核，跟踪内核的启动流程。
    a.我们添加第一个断点：
    在gdb中输入如下：break start_kernel        #break也可以使用单个字符 b 来代替
    然后 输入  continue        #continue 可以使用 单个字符 c 来代替
    进入如下打印片段，这是qemu已经进入了内核启动的开始阶段。

Breakpoint 1, start_kernel () at init/main.c:501
501    {
(gdb)

    我们可以进入init/main.c 501行，可以看到很多初始化函数，下面只列举几个函数：
    

void set_task_stack_end_magic(struct task_struct *tsk)    //这个表示对任务列表进行初始化
 {
         unsigned long *stackend;

         stackend = end_of_stack(tsk);
         *stackend = STACK_END_MAGIC; /* for overflow detection */
 }

    在main.c中的调用为：

set_task_stack_end_magic(&init_task);   //对task进行初始化

void __init trap_init(void);    //完成硬件中断初始化
mm_init();    //内存管理初始化
 /*
 * Set up the scheduler prior starting any interrupts (such as the
 * timer interrupt). Full topology setup happens at smp_init()
 * time - but meanwhile we still have a functioning scheduler.
 */
  sched_init();    //如上所述，完成进程调度管理的初始化
init_IRQ();    //初始化中断处理
/*
从rest_init开始，Linux开始产生进程，因为init_task是静态制造出来的，pid=0，它试图将从最早的汇编代码一直到start_kernel的执行都纳入到init_task进程上下文中。在rest_init函数中，内核将通过下面的代码产生第一个真正的进程(pid=1):
*/
rest_init();

    rest_init();函数结束后，整个内核就开始了。


作者程大鹏， 转载请注明出处    http://blog.chinaunix.net/blog/post.html
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