怎样在Linux PC上调试另一台PC的内核驱动程序,以及另一台Arm/Linux上的程序和驱动程序

在Linux环境下调试另一台PC或ARM/Linux设备上的内核驱动程序,通常使用GDB(GNU调试器)或其扩展工具,如KGDB(内核调试器)。以下是详细的步骤,分为远程PC调试ARM/Linux设备调试两部分。


1. 在Linux PC上远程调试另一台PC的内核驱动程序

1.1 配置目标系统(远程PC)

1.1.1 启用内核调试支持

确保目标系统内核支持调试功能。编译内核时,启用以下选项:

复制代码
CONFIG_DEBUG_INFO=y
CONFIG_GDB_SCRIPTS=y
CONFIG_FRAME_POINTER=y
CONFIG_KGDB=y
CONFIG_KGDB_SERIAL_CONSOLE=y
1.1.2 配置串口或网络调试

目标系统可以通过串口或网络与调试主机通信。

  • 串口调试

    1. 确保目标系统和调试主机通过串口线连接。

    2. 在内核启动参数中添加以下选项:

      复制代码
      kgdboc=ttyS0,115200

      ttyS0是串口设备,115200是波特率。

  • 网络调试

    1. 添加内核启动参数:

      复制代码
      kgdbwait kgdbconn=tcp::5551

      5551是调试端口号。

1.1.3 重启目标系统

重启目标系统,内核会等待调试连接。


1.2 配置主机系统(调试PC)

1.2.1 安装调试工具

在主机系统上安装必要的调试工具:

复制代码
sudo apt-get install gdb-multiarch
1.2.2 获取目标系统的内核调试信息
  1. 从目标系统获取内核符号文件(vmlinux)和内核源代码。
  2. 将vmlinux文件和源代码放在主机系统的目录中。
1.2.3 使用GDB进行调试
  • 串口调试

    1. 使用minicom或screen等工具连接到目标系统的串口:

      复制代码
      sudo minicom -D /dev/ttyS0 -b 115200
    2. 在主机系统上启动GDB:

      复制代码
      gdb vmlinux
    3. 在GDB中设置串口连接:

      复制代码
      (gdb) target remote /dev/ttyS0
  • 网络调试

    1. 在主机系统上启动GDB:

      复制代码
      gdb vmlinux
    2. 连接到目标系统的调试端口:

      复制代码
      (gdb) target remote 目标IP地址:5551
1.2.4 加载符号表

在GDB中加载目标系统的符号表:

复制代码
(gdb) symbol-file vmlinux

1.3 开始调试

  • 设置断点:

    复制代码
    (gdb) break function_name
  • 单步执行:

    复制代码
    (gdb) next
    (gdb) step
  • 查看调用堆栈:

    复制代码
    (gdb) backtrace
  • 查看变量或寄存器:

    复制代码
    (gdb) info registers
    (gdb) print variable_name

2. 调试ARM/Linux设备上的程序和驱动程序

调试ARM/Linux设备上的程序和驱动程序与调试x86/Linux设备类似,但需要考虑ARM架构的特殊性。

2.1 配置目标设备(ARM/Linux)

2.1.1 启用内核调试支持

确保ARM设备内核支持KGDB调试,并启用以下选项:

复制代码
CONFIG_DEBUG_INFO=y
CONFIG_KGDB=y
CONFIG_KGDB_SERIAL_CONSOLE=y
2.1.2 配置调试接口

通常使用串口或网络进行调试:

  • 串口调试

    1. 确保ARM设备和调试主机通过串口线连接。

    2. 在内核启动参数中添加:

      复制代码
      kgdboc=ttyS0,115200
  • 网络调试

    1. 添加内核启动参数:

      复制代码
      kgdbwait kgdbconn=tcp::5551
2.1.3 重启目标设备

重启ARM设备,内核会等待调试连接。


2.2 配置主机系统(调试PC)

2.2.1 安装调试工具

安装ARM架构的GDB工具:

复制代码
sudo apt-get install gdb-multiarch
2.2.2 获取目标设备的内核调试信息
  1. 从ARM设备获取内核符号文件(vmlinux)和内核源代码。
  2. 将vmlinux文件和源代码放在主机系统的目录中。
2.2.3 使用GDB进行调试
  • 串口调试

    1. 连接到目标设备的串口:

      复制代码
      sudo minicom -D /dev/ttyS0 -b 115200
    2. 启动GDB:

      复制代码
      gdb-multiarch vmlinux
    3. 设置串口连接:

      复制代码
      (gdb) target remote /dev/ttyS0
  • 网络调试

    1. 启动GDB:

      复制代码
      gdb-multiarch vmlinux
    2. 连接到目标设备的调试端口:

      复制代码
      (gdb) target remote 目标IP地址:5551
2.2.4 加载符号表

在GDB中加载目标设备的符号表:

复制代码
(gdb) symbol-file vmlinux

2.3 调试ARM设备上的用户空间程序

2.3.1 交叉编译程序

在主机系统上使用ARM交叉编译工具链编译程序,并确保启用调试信息:

复制代码
arm-linux-gnueabi-gcc -g -o program program.c
2.3.2 将程序传输到ARM设备

将编译好的程序通过SCP或USB传输到ARM设备。

2.3.3 使用GDB远程调试
  1. 在主机系统上启动GDB:

    复制代码
    gdb-multiarch program
  2. 连接到ARM设备:

    复制代码
    (gdb) target remote 目标IP地址:2345

    这里的2345是GDB远程调试端口。

  3. 在ARM设备上启动程序:

    复制代码
    gdbserver :2345 ./program
  4. 在GDB中设置断点和调试:

    复制代码
    (gdb) break main
    (gdb) continue

总结

  • 远程PC调试:使用KGDB通过串口或网络连接,利用GDB调试内核驱动程序。
  • ARM设备调试 :使用KGDB调试内核驱动程序,或使用gdbserver调试用户空间程序。
  • 调试技巧:设置断点、单步执行、查看调用堆栈、查看变量和寄存器。

通过以上步骤,你可以在Linux环境下成功调试另一台PC或ARM/Linux设备上的内核驱动程序和用户空间程序。

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