在ubuntu20.04 上配置 qemu/kvm linux kernel调试环境

一：安装qemu/kvm 和 virsh

      qemu/kvm 是虚拟机软件，virsh是管理虚拟机的命令行工具，可以使用virsh创建，编辑，启动，停止，删除虚拟机。

      （1）：安装之前，先确认CPU是否支持虚拟化技术，使用 egrep '(svm|vmx)' /proc/cupinfo 查看，如果有vmx或svm的输出，则说明是支持的。

      （2）：安装之前，检查BIOS中是否禁用了虚拟化支持，使用下面命令检查：

                   sudo apt install cpu-checker
                   kvm-ok   

                  如果输出 INFO: /dev/kvm exists     KVM acceleration can be used 则说明BIOS中已启用，否则需要进入BIOS中开启虚拟化支持，具体根据主板型号进入BIOS中设置。

      （3）：安装

                 sudo apt install qemu-kvm libvirt-daemon-system libvirt-clients bridge-utils virtinst virt-manager 

二：创建虚拟机镜像，安装操作系统

         (1): 下载ubuntu-20.04.6-desktop-amd64.iso 镜像

         (2): qemu-img create -f qcow2 ubuntuvm.img 40G

         (3): qemu-system-x86_64 -enable-kvm -name ubuntuvm -m 4G -hda ubuntuvm.img -cdrom ubuntu-20.04.6-desktop-amd64.iso -boot d -vnc :18

         (4): 使用VNC客户端链接虚拟机，完成ubunut的安装，vnc监听端口为 5918

         (5): 当虚拟机上的ubuntu安装好之后，后续启动虚拟机用以下命令：

               qemu-system-x86_64 -name ubuntuvm -m 4G -hda ubuntuvm.img -boot d -enable-kvm -cpu host -virtfs local,path=/your/path/,mount_tag=host0,security_model=passthrough,id=host0 -gdb tcp::1234 -vnc :18 

               其中-virfs选项是配置与宿主机的共享文件目录，在进入虚拟机的ubuntu系统以后，执行挂载操作，就可以实现宿主机与虚拟机共享文件了，具体挂载命令如下

              sudo mount -t 9p -o trans=virtio,version=9p2000.L host0 /your/path

             其中-gdb选择是开启gdb监听端口，这个在后面调试内核会用到

   

三: 在虚拟机上编译linux内核

          （1）：在虚拟机上下载Linux内核源码, 可以使用uname -srm 查看内核版本

                     sudo apt install linux-source-5.4.148  

          （2）：源码下载下来，将其解压到/usr/src 目录下

                    sudo tar vjxkf linux-source-5.4.148.tar.bz2 

          （3）：安装编译内核需要的依赖包

                    sudo apt install libncurses5-dev libssl-dev bison flex libelf-dev gcc make openssl libc6-dev 

                   sudo apt install dwarves zstd binutils 

            (4):  编译前，进入/usr/src/linux-source-5.4.148目录，执行下面命令，进行内核参数配置

                   sudo make menuonfig 

            (5): 开启下面内核参数配置，可以在.config 文件中编辑

                   CONFIG_DEBUG_INFO=y

                   CONFIG_FRAME_POINTER=y

                   CONFIG_GDB_SCRIPTS=y
                   CONFIG_DEBUG_INFO_REDUCED=n 

                   CONFIG_KGDB=y

                   CONFIG_RANDOMIZE_BASE=n

          （6）：编译安装

                    sudo make -j8 
                    sudo make INSTALL_MOD_STRIP=1 modules_install
                    sudo make install 

               

四： 调试内核

            (1):  在宿主机上运行gdb需要内核二进制文件，我们可以将虚拟机的/usr/src/linux-source-5.4.148整个目录都拷贝到宿主机上，比如拷贝到/path/to/linux-build目录下。在/usr/src/linux-source-5.4.148下的vmlinux文件就是内核的二进制文件。

             (2): 在宿主机上配置gdb环境，为了能够让gdb在启动时能够加载 Linux helper 脚本，需要在~/.gdbinit 文件中添加如下内容:  /path/to/linux-build 就是上一步拷贝过来的linux源码目录

                   set auto-load safe-path /path/to/linux-build

          (3): 在宿主机上执行 gdb vmlinux，然后target remote :1234 就可以attach到虚拟机的内核，进行调试了

                  $ gdb vmlinux
                      ...
                    Reading symbols from vmlinux...
                    (gdb) target remote :1234
                    Remote debugging using :1234