一直在做kernel开发方面的工作,也一直苦于kernel debug的困惑,到底如何进行kernel开发的debug的工作?今天经美国同事的推荐,我认为kprobe是一个非常好的debug工具。其本质原理就是在你需要probe的地方放入断点指令,然后在断点处调用你的调试/测试程序,从而可以实现对kernel程序的调试/测试。
 
Kprobe只是提供了一种机制,使得用户可以在系统运行时调试/测试内核程序。使用Kprobe需要做如下几件事情:
 
1,需要找到测试点所对应的内存地址。这件工作可能是最麻烦的,如果测试点是函数,那么可以通过/proc/kallsyms接口得到需要测试函数的内存地址,当然也可以通过kallsyms_lookup_name函数找到函数的内存地址。如果测试点是函数中间的某个位置,那么需要通过通过反汇编找到这个内存地址,这一步可以通过objdump来完成。目前,我不知道是不是有现成的程序可以完成测试点内存地址的查找工作,我觉得完全可以开发一个perl脚本对ko文件解析,从而获取测试点的内存地址。
 
2,写一个kernel module,完成信息收集,测试等工作,所有的测试代码需要在这个kernel module中完成。
 
下面是我今天的一个测试程序,用Kprobe测试一个内核函数所用的jiffies时间,基本上是一个Kprobe kernel module的基本框架,仅供参考:

 

  1. /*  
  2.  * kprobe_jiffies.c  
  3.  */  
  4.  
  5. #include <linux/module.h> 
  6. #include <linux/kernel.h> 
  7. #include <linux/string.h> 
  8. #include <linux/init.h> 
  9. #include <linux/kprobes.h> 
  10. #include <linux/kallsyms.h> 
  11.  
  12. /* global probe object */  
  13. struct kprobe probe;  
  14.  
  15. /* jiffies record */  
  16. unsigned long jiffies_enter = 0;  
  17. unsigned long jiffies_exit = 0;  
  18.  
  19. /*  
  20.  * enter the probe pointer  
  21.  */  
  22. static int pre_probe(struct kprobe *probe, struct pt_regs *regs)  
  23. {  
  24.     jiffiesjiffies_enter = jiffies;  
  25.     return 0;  
  26. }  
  27.  
  28. /*  
  29.  * exit the probe pointer  
  30.  */  
  31. static void post_probe(struct kprobe *probe, struct pt_regs *regs, unsigned long flags)  
  32. {  
  33.     unsigned long diff;  
  34.  
  35.     jiffiesjiffies_exit = jiffies;  
  36.     diff = jiffies_exit - jiffies_enter;  
  37.     printk("spending time: %lu, enter: %lu, exit: %lu\n",  
  38.             diff, jiffies_enter, jiffies_exit);  
  39. }  
  40.  
  41. static int __init kprobe_jiffies_init(void)  
  42. {  
  43.     probe.pre_handler = pre_probe;  
  44.     probe.post_handler = post_probe;  
  45.  
  46.     probe.addr = (kprobe_opcode_t *) kallsyms_lookup_name("probe_function");  
  47.     if (probe.addr == NULL) {  
  48.         printk("Cannot find out 'dd_xor_encode_sse' in system\n");  
  49.         return 1;  
  50.     }  
  51.  
  52.     register_kprobe(&probe);  
  53.     printk("register probe jffies driver.\n");  
  54.     return 0;  
  55. }  
  56.  
  57. static void __exit kprobe_jiffies_exit(void)  
  58. {  
  59.     unregister_kprobe(&probe);  
  60.     printk("unregister probe jffies driver.\n");  
  61.     return;  
  62. }  
  63.  
  64. module_init(kprobe_jiffies_init);  
  65. module_exit(kprobe_jiffies_exit);  
  66.  
  67. MODULE_AUTHOR("xxx");  
  68. MODULE_DESCRIPTION("kernel probe driver");  
  69. MODULE_LICENSE("GPL");  

 

 

我想Kprobe是个非常不错的东西,如果在Kprobe的基础上包装一下,使得用户更加容易的使用,那么对内核程序的调试将是会发生革命性的变化。我想有时间我应该在Kprobe的基础上做一个内核调试工具了。