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在qemu环境下调试linux 5.10内核与使用sourceinsight阅读

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下载需积分: 5 | 5.41MB | 更新于2024-10-05 | 30 浏览量 | 1 下载量 举报 收藏
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在本资源中,将介绍如何使用QEMU模拟器调试Linux 5.10内核的aarch64架构,并对内核启动文件head.S进行调试。同时,还会涉及到如何利用Source Insight工具阅读和分析Linux内核源代码的实用方法。 在使用QEMU进行内核调试时,主要步骤包括: 1. 准备内核源代码:确保已经下载并解压了Linux 5.10内核源码,这是进行调试的前提。 2. 准备交叉编译工具链:对于aarch64架构,需要使用交叉编译工具链来编译内核,因为x86架构的编译器不能编译ARM架构的代码。 3. 配置内核:使用内核提供的配置系统,设置适合调试的配置选项。 4. 编译内核:运行make命令,利用交叉编译工具链来编译内核,产生适用于QEMU模拟器运行的内核映像。 5. 运行QEMU模拟器:通过QEMU启动一个虚拟的aarch64系统,并加载编译好的内核映像。 6. 调试内核:使用调试器(比如GDB)连接到QEMU进程,开始调试内核代码。特别地,可以对内核的启动文件head.S进行单步调试,观察CPU在启动时的执行情况。 7. 使用Source Insight:将Linux内核源码添加到Source Insight中,利用这个工具的特性来更好地阅读和理解内核代码。Source Insight提供了代码高亮、符号查找和引用跟踪等功能,能够帮助开发者高效地分析代码结构。 总结这一系列操作,资源中提到了一个重要的实践过程,即整理相关文档,用于将来的查阅和参考。这是对整个调试过程的记录和总结,能够为后续的开发和调试提供便利。在文档中,应详细记录从搭建环境到最终调试完成的每一步操作,遇到的问题和解决方案,以及对调试过程中产生的各种思考和总结,形成一个可供复现和参考的资料。 通过本资源的指导,开发者将能够掌握在模拟器环境中调试Linux内核的方法,同时学会使用Source Insight这类源代码阅读和分析工具来深入理解Linux内核的架构和设计。" 【标签】:"Linux, QEMU, 模拟器, 调试, 内核, aarch64, Source Insight, 调试器, GDB, 内核映像, 交叉编译工具链, 源码分析" 【压缩包子文件的文件名称列表】: qemu调试内核

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操作系统任务描述 本关任务:修改 Linux 0.11 内核程序,将系统启动时显示的字符串由原来的Partition table ok.变为Hello, world!。 通过本关任务,可以熟悉 Linux 0.11 内核实验环境,掌握内核程序的编辑、编译和测试方法。 相关知识 为了完成本关任务,你需要: 1.了解实验环境; 2.测试内核是否正常; 3.查看内核源码; 4.修改内核源码; 5.重新编译内核; 6.测试新内核是否正常。 1.了解实验环境 本课程将会在 Ubuntu 16.04 下进行学习,Ubuntu 属于Linux衍生出来的以桌面应用为主的Linux操作系统,Linux操作系统的使用与Windows基本上不同,所以最初会觉得无法理解,但是本质上还是差不多的。 本实验将使用 Bochs 模拟硬件环境,在完成对代码的修改或编译之后将使用run去启动新的虚拟机,环境都是准备好,可以直接使用的,只需要使用脚本去启动就行了。 本实验中已经给出了完整的linux 0.11内核文件放在/root/os/linux-0.11-lab/0/linux中,可以直接使用。 本课程的实验在目录~/os/linux-0.11-lab下进行,此目录下的内容如下: 其中各目录和文件的含义是: 脚本文件run*:以不同模式运行虚拟机,脚本 run 采用正常模式,脚本 rundbg 采用 bochs 调试模式(汇编级),脚本 rungdb 采用 gdb 调试模式( C 语句级),这三个模式都用于内核测试。 用于启动虚拟机的内核映像文件是cur/linux/目录下的Image; 虚拟机的根文件系统是images文件夹下的rootimage-0.11; 目录0:存放有 Linux 0.11 内核的源代码及其 Source-Insight 工程文件,本实训中使用 VSCode 代替 Source-Insight ,不需要使用到 Source-Insight ,只需要使用到linux文件夹中的源码; 目录conf:存放有虚拟机的配置文件,这些配置文件描述了虚拟机的硬盘、软盘、内存大小等参数; 目录images:包含虚拟机的硬盘(根文件系统)和软盘的映像文件; 其中映像文件hdimage-devel用作应用开发模式的硬盘,里面包含应用程序编译所需的 gcc 等软件。脚本run、rundbg和rungdb用软盘作为启动盘,对应的软盘映像文件是cur/linux/Image。 cur是一个符号链接,指向当前分析的内核目录,现在指向目录0,可以当作是一个快捷方式。 2.测试内核是否正常 运行run脚本就会使用在~/os/linux-0.11-lab目录下的内核映像cur/linux/Image启动 Linux 0.11 。 虽然这个虚拟机的硬盘容量只有 1 MB ,但它目前可以满足内核分析的需要。 3.查看内核源程序 关闭虚拟机,然后使用 VSCode 打开源码所在文件夹,选择 File ,然后选择 Open Folder ; 找到linux文件夹,然后确认打开; 可以看到文件夹下所有的源码都已经被导入了,可以在这里开始对源码进行修改了。 4.修改内核源码 在源码中可以修改很多东西,例如修改开机画面中的字符串Loading system ...,将其修改为Loading linux 0.11,这里需要注意一点,不能太长而影响生成的目标文件的大小。 使用搜索功能,搜索关键词Loading,在结果中找到Loading system ...,将其修改为Loading linux 0.11。 如果知道文件的具体位置,也可以在命令行中使用vim对配置文件进行修改,只需要找到文件中对应的地方进行修改,和在 VSCod 里面修改结果都是一样的。 修改完毕之后点击 File 然后选择 Save All ,保存所有修改即可。 5.重新编译内核 在内核源码目录~/os/linux-0.11-lab/0/linux中使用make命令重新编译内核; 下图是编译输出的结果,可以看到被修改的文件bootsect.s已经重新编译成功,这是只编译修改过的文件,有时为了可靠也可以完全编译; 完全编译需要将旧的编译文件清除,使用make clean命令清除编译文件,然后重新使用make命令编译,只不过完全编译的时间相对较长; 上图是编译之后的结果,Image 即为生成的完整内核映像,包含引导代码;tools 目录下有内核的主体可执行文件 system ,其符号文件是 System.map ,包含变量和函数的地址,其链接时的详细布局信息在文件 System.map.2

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