内核模块死机调试

介绍一种内核模块死机调试的方法。在程序中，通常必现的死机很好解决，但是如果是拷机死机的话，则如果有好的方法和工具借助往往会极大的提高解决问题的速度。在linux中，应用空间程序死机通常可以借助GDB、addr2line等工具进行快速定位。但是，在内核空间中，大部分嵌入式芯片都不支持内核空间的KGDB调试。通常在内核中死掉的话，可以根据死机地址再加反汇编，或者是addr2line找到死机的函数或者是那一行，但是对于动态插入的模块却不行。这是因为，内核在编译的时候就把地址链接好了，运行的时候代码段的地址空间在链接的时候就决定了。但是，对于模块来说的话，在insmod的时候，内核是动态的分配一段内存，在这段内存中完成模块和内核的链接，并决定该模块运行时的模块代码段、数据段，等等。而且模块文件本质就是一个目标文件，当然他比普通的目标文件还含有更多一些帮助模块装载的东西。这样，我们如果在运行的时候死机在模块中的话，即使内核最后打印出了死机地址以及堆栈，我们也没有办法将这些地址与代码对应。当然，如果该模块是带-g编译的话，运气好的话，内核会打印出函数名字的堆栈。现在，我讨论的时候如果只有地址，该如何和模块代码对应。
        首先，我们用objdum -d test.ko > test.asm的话。可以将模块文件反汇编。但是因为模块是目标文件，所以会看到，text段的地址是从0开始的。而该模块在内核在运行的时候，该模块的代码段显然不是在0地址。另外，该代码段中你会看到函数间调用，以及函数内部跳转都是用的b开头的分支指令（仅限于mips和arm的体系结构的讨论），分支指令跳转是以pc为基准值前后跳转的。除非，跳转符号不属于这个模块，则需要32位的跳转。实际上，模块链接到内核的时候，模块的代码段是作为一个整体链接到内核，所以我们只需要知道模块链接到的基地址，再用死机的地址减去这个基地址这就得到了，该地址在模块中代码段的偏移，再通过刚才的反汇编文件就找到了是死在那个函数中。而要得到各个模块的链接地址就很简单了，直接cat /proc/modules就得到了。需要注意的是用__init修饰了的模块初始化函数，是放在单独的段的，通常叫.init.text 。该段会在模块初始化完成后内存就释放掉了。
        说了这么多，其实就一句话，通过cat /proc/modules获得模块内核链接基地址，用死机地址减去链接基地址得到模块内偏移，再反汇编，找该偏移对应的函数就找到了死机函数。呵呵，这对于拷机死机这种问题还是非常有帮助的。这篇文章很多涉及到编译链接原理，以及elf文件格式的细节，就不累述了，否则可能要整成一本书了。