KDB使用

安装新内核后，使用新内核重新启动机器，现在，内核已经有kdb支持了。那么如何进入调试环境呢？如果在配置内核 时，没有选择kdb-off by default，那么在内核启动后，按下“pause”键即可进入kdb调试环境。如果在配置内核时选择了kdb-off by default，那么有两种办法：一种是在启动时加入“kdb=on”，另一种方式是在proc文件系统加载后，输入如下命令：

　　#echo 1”>/proc/sys/kernel/kdb。

　　然后就可以按“pause”键进入调试环境了。按“pause”键后，出现提示符kdb>，同时键盘上Caps和Scroll两指示灯不停闪烁，提示现在处于kdb调试环境中。

　　kdb提供丰富的命令实现运行控制、内存操纵、寄存器操纵、断点设置、堆栈跟踪等许多功能，总共有33条命令，下面分别进行介绍。

　　运行控制类

　　包括go、ss和ssb三个命令，提供对程序执行的控制。具体用法如下：

　　go：继续程序执行

　　格式：go

　　该命令使内核继续执行，直到遇到一个断点才停止。如果没有设置断点，该命令将离开kdb调试器，系统回到正常运行状态。Caps和Scroll指示灯恢复到原来的状态。

　　ss：单步执行程序

　　格式：ss

　　该命令仅仅执行下一条指令，执行完后停止。这在进行跟踪时是必不可少的。

　　ssb：执行到分支或者函数调用时停止

　　格式：ssb

　　该命令与ss的区别是，ss只执行一条语句，而ssb执行一组语句，它使指令继续执行，在遇到一个分支语句，或者遇到一个函数调用语句时停止。

　　断点类

　　kdb提供强大的断点功能，包括设置断点、清除断点、激活断点、使断点失效，kdb也可以设置硬件断点。断点指令包括bp、bl、bpa、bph、bpha、bc、be和bd。

　　bp：设置或者显示断点

　　格式：bp [<vaddr>]

　　该命令设置一个新的断点，其中vaddr是要设置的断点的地址。如果不带参数，运行bp将显示当前设置的所有断点。

　　bl：设置或者显示断点

　　格式：bl [<vaddr>]

　　该命令的操作与bp命令相同。

　　bpa：设置或者显示全局断点

　　格式：bpa [<vaddr>]

　　该命令设置一个全局断点，或者显示所有全局断点，用法同上。

　　bph：设置硬件断点或者显示所有断点

　　格式：bph [vaddr [datar|dataw|io [length]]]

　　如果不带参数，则显示所有断点。如果带参数，那么设置断点。其中vaddr为要设置硬件断点的地址，datar表示对该内存区进行读操作，dataw表示写操作，io表示对该内存区进行io输入输出操作。length指明读写io操作的数据长度。

　　bpha：设置硬件断点或者显示所有断点

　　格式和用法同bph。

　　bc：清除断点

　　格式：bc <bpnum>

　　清除标号为bpnum的断点。如果断点号为“*”，将清除所有断点。

　　bd：使断点无效

　　格式：bd <bpnum>

　　使标号为bpnum的断点无效，如果标号为“*”，表示使所有断点无效。

　　be：激活断点

　　格式：be <bpnum>

　　激活标号为bpnum的断点。如果标号为“*”，将激活所有无效的断点。

　　内存操作类

　　内存操作类命令包括对内存进行显示和修改的md、mdr、mds、mm四条命令。

　　md：显示内存内容

　　格式1：md [vaddr [line-count [output-radix]] ]

　 　显示地址为vaddr的内存的内容。line-count为要显示的内存的行数，output-radix指定以8进制、10进制或者16进制显示。如 果省略line-count和output-radix，那么将以设置的环境变量MDCOUNT和RADIX方式显示。如果不带任何参数，md命令将接着 上次md命令的后续地址显示内存内容

格式2：mdWcn

　　在缺省情况下，md以当前环境变量BYTESPERWORD的值读取数据，在读取硬件寄存器的时候，需要指定数据的宽度。这是可以使用mdWcn来进行读取，W是读取的宽度，单位是字节，cn为要读取的数目。

　　mdr：显示原始内存的内容

　　格式：mdr <vaddr> <count>

　　从指定地址vaddr开始显示count长度的内存，它打印一连串的内存数据。这个命令是留给外部的调试器使用的，一般很少使用。

　　mds：以符号的方式显示内存的内容

　　格式：mds [vaddr [line-count [output-radix]]]

　　从指定地址vaddr开始显示内存的内容，与md的区别是每行仅显示一个字，并且它试图将该地址与符号表进行匹配，如果找到，那么它将显示相应的符号名以及偏移值。如果不带参数，它将从上次mds的末尾开始显示。

　　mm：修改内存内容

　　格式1：mm <vaddr> <new content>

　　将指定地址vaddr开始的数据修改为新的数据。修改的数据的长度为一个机器字。

　　格式2：mmW <vaddr> <new content>

　　意义同上，区别在于它改变W字节的内容。

　　堆栈跟踪类

　　该类指令实现对堆栈的跟踪，包括bt、btp和bta三条命令。

　　bt：显示调用堆栈

　　格式：bt [<stack-frame addr>]

　　如果不指定参数，它根据当前寄存器的内容显示堆栈，提供当前活动线程的完整的堆栈跟踪。如果指定stack-frame addr参数，它将从该地址开始跟踪。

　　btp：显示进程的堆栈

　　格式：btp <pid>

　　显示由pid指定的进程的堆栈。

　　bta：显示所有进程的堆栈

　　格式：bta

　　寄存器类

　　寄存器类命令包括对寄存器内容进行显示和修改的rd和rm指令，以及异常帧显示指令ef。

　　rd：显示寄存器内容

　　格式：rd [c|d|u]

　 　如果不带任何参数，rd显示所有进入kdb调试器时该点所设置的所有通用寄存器的值。如果带c参数，它将显示控制寄存器cr0、cr1、cr2、cr4 寄存器的内容。如果带d参数，它显示调试寄存器的内容。如果带u参数，它显示当进入kdb调试器时当前任务的所有寄存器。

　　rm：修改寄存器的内容

　　格式：rm <register-name> <register-content>

　 　该命令修改register-name指定的寄存器的内容为register-content。其中register-name 为%eax、%ebx、%ecx、%edx、%esi、%edi、%esp、%eip或%ebp。如果参数为%%，由rd u指定的寄存器将被修改。当前rm命令不允许修改控制寄存器，也不允许显示和修改Pentium和Pentium Pro系列的特定寄存器。

　　ef：显示异常帧

　　格式： ef <vaddr>

　　显示vaddr地址处的异常帧。

　　环境变量类

　　这类指令对kdb调试器环境变量进行显示和设置。包括set和env命令。

　　set：设置环境变量

　　格式：set <env-var=value>

　　将环境变量env-var的值设置为value。最多有33个环境变量，每个环境变量最大512字节。kdb的主要环境变量有：

　　PROMPT：kdb调试器提示符，缺省为kdb>。

　　MOREPROMPT：在一屏显示不下的情况下，系统的提示符，缺省为more>。

　　RADIX：显示数据时所使用的数制，缺省为16进制。

　　LINES：kdb调试器显示行数。缺省为24行。

　　COLUMNS：kdb调试器显示的列数。缺省为80列。

　　MDCOUNT：执行md指令时显示的内存行数，缺省为8行。

　　BTARGS：执行bt跟踪时，指定任一函数在打印时所使用参数最大个数。

　　SSCOUNT：该环境变量规定在执行ssb命令时，如果显示超过此数，执行将停止。缺省为20。

　　IDMODE：反汇编时所使用的指令格式。缺省为x86。

　　BYTESPERWORD：指定字的长度，缺省为4个字节。

　　IDCOUNT：反汇编时，一次反汇编的指令长度，缺省为16条指令。

　　env：显示环境变量

　　格式：env

　　显示所有环境变量的值。

id：指令反汇编

　　格式：id <vaddr>

　　从vaddr开始的地址反汇编指令。

　　cpu：切换到另一个CPU

　　格式：cpu <cpunum>

　　这条命令仅仅在SMP结构下有用，它切换到由cpunum指定的CPU。

　　ps：显示所有活动的进程

　　格式：ps

　　显示当前的活动的进程。包括pid、父进程pid、CPU号、当前状态，以及对应的线程。

　　reboot：重新启动机器

　　格式：reboot

　　在某些情况下，内核无法返回到正常工作状态，这时可以利用reboot重新启动机器。注意在重启机器前，它不进行任何状态保存的工作。

　　sections：列出内核中所有已知的段的信息

　　格式：sections

　　列出模块和内核的所有已知的段的信息。首先是模块信息，最后是内核信息。包括模块名和一个或者多个段的信息。段信息包括段名、段起始地址、段结束地址和段标识。本命令仅仅是为外部调试器而设立的。

　　sr：激活SysRq代码，也就是调用MAGIC_SYSRQ函数

　　格式：sr <sysrq key>

　　将sysrq key字符作为参数传递给SysRq函数进行处理，就像你已经键入了SysRq键和该字符一样。如果要使用这个命令，需要在配置内核时，选择Magic SysRq Key。然后在新内核启动后，使用如下命令激活SysRq功能。

　　#echo “1” > /proc/sys/kernel/sysrq

　　这是一个功能强大的命令，它使得在kdb中可以使用操作系统提供的SysRq处理函数。

　　lsmod：列出内核中加载的所有模块

　　格式：lsmod

　　显示所有模块的信息。包括模块名、模块大小、模块结构地址、引用计数，以及被哪个模块所引用。

　　rmmod：卸载一个模块

　　格式：rmmod <modname>

　　将由modname指定的模块从内核中卸载。

　　ll：对链表中的每个元素重复执行命令

　　格式：ll <addr> <link-offset> <cmd>

　　它对以地址addr开头的链表的头link-offset个元素，重复执行cmd命令。

　　help和？：显示帮助信息。

　　格式：help 或者?

　　显示kdb的命令以及简单的用法。

　　提高调试效率

　 　kdb是一个强大的内核调试工具，gdb需要两台机器通过串口才能进行调试，而kdb只需要一台机器即可进行调试，对于普通用户来说，是非常方便的。对 于编写内核程序（譬如可加载模块）的程序员来说，kdb提供的这些命令使得调试工作难度大大降低，使得调试效率得以提高。另外对于内核感兴趣的人可以使用 kdb来查看内核的数据结构和运行状态，从而加深对内核的理解。不足之处是kdb无法提供源码级的调试，要求程序员有一定的汇编程序基础。但总的来 说，kdb提供了一种强有力的内核调试手段，笔者在开发内核模块时，使用kdb进行调试，在较短的时间内完成了调试任务。