QEMU调试Linux内核环境搭建
原创QEMU调试Linux内核环境搭建
原创
一个最小可运行Linux操作系统需要内核镜像bzImage和rootfs，本文整理了其制作、安装过程，调试命令，以及如何添加共享磁盘。
编译内核源码
从 The Linux Kernel Archives 网站下载内核源码，本文下载的版本为4.14.191，4.14.191源码下载。
使用wget获取源码。
wget https://mirrors.edge.kernel.org/pub/linux/kernel/v4.x/linux-4.14.191.tar.gz
解压源码：
tar -xvf linux-4.14.191.tar.gz
解压后进入源码根目录linux-4.14.191，指定编译的架构，依次执行下面的命令，打开配置菜单。
1cd linux-4.14.191
2
3export ARCH=x86
4
5make x86_64_defconfig
6
7make menuconfig在配置菜单中，启用内核debug，关闭地址随机化，不然断点处无法停止。
1Kernel hacking --->
2 [*] Kernel debugging
3 Compile-time checks and compiler options --->
4 [*] Compile the kernel with debug info
5 [*] Provide GDB scripts for kernel debuggin
6
7
8Processor type and features ---->
9 [] Randomize the address of the kernel image (KASLR)开始编译内核，-j 指定并行编译作业数。最终生成 linux-4.14.191/arch/x86_64/boot/bzImage文件。
1make -j 20内核编译完成。
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配置Busybox
启动内核还需要一个具有根文件系统的磁盘镜像文件，根文件系统中提供可供交互的shell程序以及一些常用工具命令。
我们借助busybox工具来制作根文件系统。
本文使用1.32.0版本，下载busybox。
解压：
tar -jxvf busybox-1.32.0.tar.bz2
进入busybox根目录，配置编译选项。
1cd busybox-1.32.0
2make menuconfig把busybox配置为静态编译。
1 Settings --->
2 [*] Build BusyBox as a static binary (no shared libs)配置如下图所示。
制作rootfs
接下来制作rootfs镜像文件，并把busybox安装到其中。
使用dd命令创建文件，并格式化为ext4文件系统。
1szp@r420-PowerEdge-R420:~/busybox-1.32.0$ dd if=/dev/zero of=rootfs.img bs=1M count=10
2
3szp@r420-PowerEdge-R420:~/busybox-1.32.0$ mkfs.ext4 rootfs.img创建用于挂载该镜像文件的目录fs，挂载后才能往里面写入busybox。 使用mount命令将rootfs.img挂载到fs目录，编译busybox并写入fs目录中。
1szp@r420-PowerEdge-R420:~$ mkdir fs
2
3szp@r420-PowerEdge-R420:~/busybox-1.32.0$ sudo mount -t ext4 -o loop rootfs.img ./fs
4
5szp@r420-PowerEdge-R420:~/busybox-1.32.0$ sudo make install CONFIG_PREFIX=./fs接下来对写入的busybox进行补充配置。
1szp@r420-PowerEdge-R420:~/busybox-1.32.0/fs$ sudo mkdir proc dev etc home mnt
2
3szp@r420-PowerEdge-R420:~/busybox-1.32.0/fs$ sudo cp -r ../examples/bootfloppy/etc/* etc/
4
5szp@r420-PowerEdge-R420:~/busybox-1.32.0$ sudo chmod -R 777 fs/制作完成的rootfs目录如下：
最后，卸载rootfs.img
1szp@r420-PowerEdge-R420:~/busybox-1.32.0$ sudo umount fs至此，一个带有rootfs的磁盘镜像制作完成。
启动qemu
使用如下命令启动无GUI的qemu，参数含义如下：
-kernel # 指定编译好的内核镜像 -hda # 指定硬盘 -append "root=/dev/sda" 指示根文件系统 console=ttyS0 把QEMU的输入输出定向到当前终端上 -nographic 不使用图形输出窗口 -s 是-gdb tcp::1234缩写，监听1234端口，在GDB中可以通过target remote localhost:1234连接
1qemu-system-x86_64 -kernel ./linux-4.14.191/arch/x86_64/boot/bzImage -hda ./busybox-1.32.0/rootfs.img -append "root=/dev/sda console=ttyS0" -nographic启动后如下图：
Ctrl+A 松开后按C退出qemu。
内核函数调试
启动命令中添加-s参数与-S参数启动qemu。
1szp@r420-PowerEdge-R420:~$ qemu-system-x86_64 -kernel ~/linux-4.14.191/arch/x86_64/boot/bzImage -hda ~/busybox-1.32.0/rootfs.img -append "root=/dev/sda console=ttyS0" -s -S -smp 1 -nographic启动gdb远程调试。vmlinux文件在编译后的内核源码根目录下。
1szp@r420-PowerEdge-R420:~$ gdb ./linux-4.14.191/vmlinux
2
3(gdb) target remote localhost:1234在new_sync_read函数添加断点，continue。
在系统中执行ls命令，触发new_sync_read函数，
至此，完成了qemu环境下使用gdb进行内核函数的调试。
添加共享磁盘
有时候需要在宿主机和qemu虚拟机之间共享文件，添加一个共享磁盘将有助于该项工作。
创建64MB磁盘镜像文件，并格式化为ext4，作为共享磁盘备用。
1szp@r420-PowerEdge-R420:~/shadisk$ dd if=/dev/zero of=ext4.img bs=512 count=131072
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3szp@r420-PowerEdge-R420:~/shadisk$ mkfs.ext4 ext4.img修改qemu启动命令，使用-hdb增加一个磁盘。
1qemu-system-x86_64 -kernel ~/linux-4.14.191/arch/x86_64/boot/bzImage -hda ~/busybox-1.32.0/rootfs.img -append "root=/dev/sda console=ttyS0" -s -smp 1 -nographic -hdb ~/shadisk/ext4.img进入qemu系统后使用mount命令挂载sdb到mnt目录。
在原系统中挂载ext4.img，实现qemu与原系统的文件共享。
1szp@r420-PowerEdge-R420:~/shadisk$ sudo mount -t ext4 -o loop ext4.img ./share
至此，可以在宿主机器share目录下，与qemu中的虚拟机器进行文件共享。
原创声明：本文系作者授权腾讯云开发者社区发表，未经许可，不得转载。
如有侵权，请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除。
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