Ubuntu18.04+Qemu调试Linux内核实验记录
实验环境
操作系统：Ubuntu18.04
依赖项安装：
sudo apt-get install texinfo
sudo apt-get install libncurses5-dev
sudo apt-get install m4
sudo apt-get install flex
sudo apt-get install bison
2.编译内核
cd内核源代码目录/
make mrproper //清除编译过程中产生的所有中间文件
make clean //清除上一次产生的编译中间文件
make menu
在本实验中，我们将探讨如何在Ubuntu 18.04操作系统上使用QEMU来调试Linux内核。这个过程涉及到几个关键步骤，包括环境准备、内核源代码获取、编译选项配置以及QEMU的使用。
实验环境是基于Ubuntu 18.04的。Ubuntu是一个流行的Linux发行版，其18.04版本是一个长期支持（LTS）版本，为开发者提供了稳定且可靠的开发环境。为了进行内核调试，我们需要安装一些必要的依赖包。这些包包括`texinfo`用于生成文档，`libncurses5-dev`用于支持文本用户界面，`m4`是一个宏处理程序，`flex`和`bison`则用于解析和生成语法分析器，它们在编译内核时非常有用。
接下来，我们进入内核源代码目录。这通常意味着你需要先下载Linux内核的源代码，可以通过访问Linux内核官方网站或者使用Git克隆官方仓库来获取。进入源代码目录后，执行`make mrproper`命令清除所有编译过程中产生的中间文件，这有助于确保我们从一个干净的起点开始。然后，执行`make clean`进一步清理上一次编译留下的文件，确保没有旧的配置或编译结果影响新的构建。
在进行编译前，我们需要配置内核。这里使用`make menuconfig`启动内核配置的图形化界面。在这个界面中，你可以根据需求选择内核模块、启用或禁用特定功能，这对于调试特定内核问题至关重要。例如，你可能需要开启内核调试选项，以便在运行QEMU时能捕获详细的调试信息。
完成内核配置后，执行`make`命令开始编译内核。这个过程可能需要一段时间，因为内核包含了大量代码和模块。编译完成后，还需要生成初始RAM磁盘（initrd），这通常通过`make initrd`来完成，它包含了启动过程中需要的基本文件系统。
使用QEMU来运行编译好的内核。QEMU是一款强大的虚拟机软件，可以模拟多种CPU架构，并支持在用户模式下运行目标操作系统，这对于调试内核非常方便。要启动QEMU，你可能需要使用类似以下的命令：
```bash
qemu-system-x86_64 -kernel vmlinuz-<version> -initrd initrd.img -append "root=/dev/sda1 console=ttyS0 earlyprintk=serial" -hda <disk_image>
```
这里`vmlinuz-<version>`是编译好的内核镜像，`initrd.img`是初始RAM磁盘，`-append`参数用于传递启动参数，如指定根文件系统和控制台输出，`-hda`则是挂载的硬盘映像，通常包含一个基础的文件系统。
在QEMU运行的环境中，你可以利用内核调试工具，如GDB (GNU Debugger)，进行远程调试。通过设置GDB server并连接到QEMU，你可以在源代码级别跟踪和调试内核的行为。这对于理解和修复内核中的问题极其有用。
总结来说，通过Ubuntu 18.04和QEMU，我们可以建立一个高效的Linux内核调试环境。从安装必要的依赖，到配置和编译内核，再到使用QEMU启动虚拟环境，每一步都对深入理解内核的工作原理和解决内核相关问题有着重要作用。在实际操作中，根据具体需求和问题，可能还需要调整配置选项或使用其他辅助工具，但上述步骤提供了一个基本的框架。
