linux内核漏洞分析实战 看看专家是怎么一步步用gdb kgdb调试linux内核驱动的

Linux内核调试方法

kdb：只能在汇编代码级进行调试；

优点是不需要两台机器进行调试。

gdb：在调试模块时缺少一些至关重要的功能，它可用来查看内核的运行情况，包括反汇编内核函数。

kgdb：能很方便的在源码级对内核进行调试，缺点是kgdb只能进行远程调试，它需要一根串口线及两台机器来调试内核(也可以是在同一台主机上用vmware软件运行两个 *** 作系统来调试)

printk() 是调试内核代码时最常用的一种技术。在内核代码中的特定位置加入printk() 调试调用，可以直接把所关心的信息打打印到屏幕上，从而可以观察程序的执行路径和所关心的变量、指针等信息。 Linux 内核调试器（Linux kernel debugger，kdb）是 Linux 内核的补丁，它提供了一种在系统能运行时对内核内存和数据结构进行检查的办法。Oops、KDB在文章掌握 Linux 调试技术有详细介绍，大家可以参考。 Kprobes 提供了一个强行进入任何内核例程，并从中断处理器无干扰地收集信息的接口。使用 Kprobes 可以轻松地收集处理器寄存器和全局数据结构等调试信息，而无需对Linux内核频繁编译和启动，具体使用方法，请参考使用 Kprobes 调试内核。

/proc文件系统

在 /proc 文件系统中，对虚拟文件的读写 *** 作是一种与内核通信的手段，要查看内核回环缓冲区中的消息，可以使用 dmesg 工具（或者通过 /proc 本身使用 cat /proc/kmsg 命令）。清单 6 给出了 dmesg 显示的最后几条消息。

清单 6. 查看来自 LKM 的内核输出

[root@plato]# dmesg | tail -5

cs: IO port probe 0xa00-0xaff: clean.

eth0: Link is down

eth0: Link is up, running at 100Mbit half-duplex

my_module_init called. Module is now loaded.

my_module_cleanup called. Module is now unloaded.

可以在内核输出中看到这个模块的消息。现在让我们暂时离开这个简单的例子，来看几个可以用来开发有用 LKM 的内核 API。

调试工具

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。在内核中使用交互式调试器是一个很复杂的问题。内核在它自己的地址空间中运行。许多用户空间下的调试器所提供的常用功能很难用于内核之中，比如断点和单步调试等。

内核工具KGDB调试环境需要为Linux 内核加上 kgdb补丁，补丁实现GDB远程调试所需要的功能，包括命令处理、陷阱处理及串口通信3个主要的部分。KGDB补丁的主要作用是在Linux 内核中添加了一个调试Stub。调试Stub是Linux 内核中的一小段代码，是运行GDB的开发机和所调试内核之间的一个媒介。GDB和调试stub之间通过GDB串行协议进行通信。GDB串行协议是-种基于消息的ASCII 码协议，包含了各种调试命令。当设置断点时,KGDB将断点的指令替换为一条 trap指令，当执行到断点时控制权就转移到调试 stub中去。此时，调试stub 的任务就是使用远程串行通信协议将当前环境传送给GDB，然后从GDB处接收命令。GDB命令告诉stub 下一步该做什么，当stub收到继续执行的命令时，将恢复程序的运行环境，把对 CPU的控制权重新交还给内核。KGDB补丁给内核添加以下3个部件：

(1 ) GDB stub

GDB stub被称为调试插桩（简称为stub)，是KGDB调试器的核心。它是Linux内核中的一小段代码，用来处理主机上: GDB发来的各种请求并且在内核处于被调试状态时，控制目标机板上的处理器。

(2）修改异常处理函数

当这个异常发生时，内核将控制权交给KGDB调试器，程序进入KGDB提供的异常处理函数中。在里面，可以分析程序的各种情况。

(3)串口通信

GDB和 stub之间通过GDB串行协议进行通信。它是一种基于消息的ASCII 码协议，包含了各种调试命令。除串口外，也可以使用网卡进行通信。以设置内核断点为例说明KGDB与GDB之间的工作过程。设置断点时，KGDB修改内核代码，将断点位置的指令替换成一条异常指令(在ARM中这是一条未定义的指令)。当执行到断点时发生异常，控制权转移到stub 的异常处理函数中。此时，stub的任务就是使用GDB串行通信协议将当前环境传送给GDB，然后从GDB处接收命令，GDB命令告诉stub下一步该做什么。当stub收到继续执行的命令时，将恢复原来替换的指令、恢复程序的运行环境，把对CPU的控制权重新交还给内核。

kdb是一个Linux系统的内核调试器，它是由SGI公司开发的遵循GPL许可证的开放源码调试工具。kdb嵌入在Linux内核中，为内核程序员提供调试手段。它适合于调试内核空间的程序代码，譬如进行设备驱动程序调试，内核模块的调试等。目前kdb支持包括x86(IA32)、IA64和MIPS在内的体系结构。　官方发布的Linux内核并不包含kdb。kdb是一个内核源程序的补充。kdb通过修改内核源程序将调试器的源代码嵌入到内核中从而提供方便的调试手段。因此要使用kdb进行调试，需要重新编译内核。编译后的内核中包含kdb的调试器代码。 你是可以删它的，谢谢。

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