第十章 嵌入式Linux的调试技术

Posted 2020-08-02

第十章 嵌入式Linux的调试技术

       在Linux文件系统中，/proc经常被用来作为内核空间与用户空间进行数据交换的工具。/proc 文件系统的行为方式与设备文件系统（/dev）类似。/proc是虚拟文件系统，也就是说，/proc并不是真正的文件系统，而是内存映射。所有读写/proc的操作都是对内存的读写。所有读写/proc文件系统的速度要远比读写/dev文件系统的速度快。因此，/proc文件系统也可作为Linux驱动与用户空间程序交互的工具。

        在Linux系统中提供了一类工具。通过这些工具可以逐行跟踪程序的代码，就好像可视化开发工具的step into和step over一样。这些工具包含用于调试用户空间程序的gdb、gdbserver和调试内核空间的kgdb。

        对于任何一位内核代码的编写者来说，最急迫的问题之一就是如何完成调试。由于内核是一个不与特定进程相关的功能集合，所以内核代码无法轻易地放在调试器中执行，而且也很难跟踪。同样，要想复现内核代码中的错误也是相当困难的，因为这种错误可能导致整个系统崩溃，这样也就破坏了可以用来跟踪它们的现场。

        通过打印调试   最普通的调试技术就是监视，即在应用程序编程中，在一些适当的地点调用printf 显示监视信息。调试内核代码的时候，则可以用 printk 来完成相同的工作。

这一章的重点是调试器的介绍， 使用调试器来一步步地跟踪代码，查看变量和计算机寄存器的值。下面是调试内核的几种方法：

        使用 gdb   gdb在探究系统内部行为时非常有用。在我们这个层次上，熟练使用调试器，需要掌握 gdb 命令、了解目标平台的汇编代码，还要具备对源代码和优化后的汇编码进行匹配的能力。

        kgdb  kgdb 程序（使用 gdb 的远程主机 Linux 内核调试器）提供了一种使用 gdb 调试 Linux 内核的机制。kgdb 程序是内核的扩展，它让您能够在远程主机上运行 gdb 时连接到运行用 kgdb 扩展的内核机器。您可以接着深入到内核中、设置断点、检查数据并进行其它操作（类似于您在应用程序上使用 gdb 的方式）。这个补丁的主要特点之一就是运行 gdb 的主机在引导过程中连接到目标机器（运行要被调试的内核）。这让您能够尽早开始调试。请注意，补丁为 Linux 内核添加了功能，所以 gdb 可以用来调试 Linux 内核。 使用 kgdb 需要两台机器：一台是开发机器，另一台是测试机器。一条串行线（空调制解调器电缆）将通过机器的串口连接它们。你希望调试的内核在测试机器上运行；gdb 在开发机器上运行。gdb 使用串行线与您要调试的内核通信。

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