如何调试虚拟机上运行的内核模块？

Question

我想我曾经读过有关此的信息，但现在找不到。 我正在QEMU ARM64虚拟机上运行Linux-5.4.188。因为我从源构建了内核，所以我可以通过连接到在远程计算机上运行的Linux内核程序（QEMU虚拟机）来调试（分析）内核。要测试使用我们设备的应用程序（设备模型也在QEMU中），我针对内核和Linux应用程序编辑了一个设备驱动程序，并且可以执行驱动程序并运行应用程序。
现在有些问题，在运行应用程序时我感到恐慌。我可以调试Linux内核本身，但是我不知道内核模块已加载位置，因此调试器无法调试驱动程序模块。如何调试设备驱动程序？ （甚至是应用程序？如果我有一天需要）。我记得首先获得内核模块的加载地址，并相对于该加载的地址进行驱动程序图像的附加符号文件，可以进行内核模块调试。我认为这是驾驶员开发人员将永远做的事情。请告诉我我该怎么做。如果可能的话，它将为我节省很多天。

Answer 1

正如 Ian Abbott 所说，我使用 printk 进行内核调试。通常为此我将他的这一行放在/etc/sysctl.conf中。 （对于 ubuntu-20.04 的情况。我不确定它是否也适用于 vanila linux）

kernel.printk = 5 4 1 7

第一个值是控制台日志级别，第二个值是默认日志级别。通过设置默认 4（警告）和控制台日志级别 5（注意），每个默认 printk 都会出现在控制台中（因为 5 高于 4，因此值越小越重要，并且比在控制台中打印的控制台日志级别更重要的消息）请参阅 如何在中显示 printk() 消息控制台？）。
这样你就不必每次都用 dmesg 检查。在start_kernel中的setup_arch函数中可以看到串口初始化前的内核__log_buf。在串口初始化之前，内核消息被写入名为__log_buf的内存中。

我参考了 https://www.kernel .org/doc/html/latest/dev-tools/gdb-kernel-debugging.html 明确指出了我，我还发现了 https://wiki.st.com/stm32mpu/wiki/Debugging_the_Linux_kernel_using_the_GDB非常有用。
内核配置期间的重要事项：
设置 CONFIG_GDB_SCRIPTS=y、CONFIG_DEBUG_INFO_REDUCED=n、CONFIG_FRAME_POINTER=y。
我在内核命令行中使用 nokaslr，但添加了 CONFIG_RANDOMIZE_BASE=n 以确保。

现在是我最初想从我的问题中了解的部分：
在 shell 中（在虚拟机 linux shell 中）执行，
$ls -la /sys/module/<模块名称>/sections
然后您将看到 .text、.data、.bss 等文件。您 cd 到该目录并执行
$cat .text .data .bss
查看每个部分的地址。就我而言，

/sys/module/axpu_ldd_kc/sections # cat .bss .data .text
0xffff800008ca5480
0xffff800008ca5000
0xffff800008ca0000

在 gdb 中（通过 ctrl-c 停止程序后）我做了

add-symbol-file ~/testlin540/axpu_ldd_kc.ko 0xffff800008ca0000 -s .data 0xffff800008ca5000 -s .bss 0xffff800008ca5480

并尝试在 ioctl 函数中设置断点。
（gdb）b axpu_ioctl
当我按下 c（继续）并且启动应用程序时，我可以看到程序停止在 axpu_ioctl 处，并且我可以单步执行代码并查看值。
最近在使用 u-boot 进行内核调试时，经常用

#pragma GCC push_options
#pragma GCC optimize ("O0")

和 包裹一个函数，

#pragma GCC pop_options

以防止某些部分的代码被优化掉。 （有时你也应该对相关的 #include语句执行此操作，以防止编译错误）。