以下は、Linux カーネル文書、Documentation/gdb-kernel-debugging.txt の kanda.motohiro@gmail.com による訳です。原文と同じ、GPL v2 で公開します。なお、これは、kgdb のページで述べたものとは、別物です。ホストで gdb vmlinux するのは同じですが、それをターゲットで受ける人が違います。
カーネルとモジュールを gdb でデバッグする
=================================
カーネルデバッガ kgdb と、QEMU のようなハイパーバイザ、あるいは JTAGを基礎とするハードウエアインタフェースを使えば、Linuxカーネルとそのモジュールを、実行時に gdb を使ってデバッグすることができます。gdb には、python のための強力なスクリプティングインタフェースが付いてきます。カーネルは、典型的なカーネルデバッグ手順を簡単にすることのできる、ヘルパースクリプトの集まりを提供します。これは、それらを有効にして、使う方法の、短いチュートリアルです。これはターゲットとして、QEMU/KVM 仮想マシンに焦点を当てますが、この例は、他の gdb スタブにも同様に移植できると思います。
必要なもの
-----------------
o python サポートが有効な gdb 7.2+ (おすすめは: 7.4+)
(普通は、多くのディストリビューションで有効です)
設定
-------
o QEMU/KVM のための仮想 Linux マシンを作ります。 (詳しくは、 www.linux-kvm.org と www.qemu.org を参照)。
クロス開発のためには、http://landley.net/aboriginal/bin には、最初に始めるのに役に立つマシンイメージとツールチェーンがたくさんあります。
o カーネルを、CONFIG_GDB_SCRIPTS を有効にしてビルドします。
CONFIG_DEBUG_INFO_REDUCED は、オフにします。
もしお使いのアーキテクチャが CONFIG_FRAME_POINTER をサポートしていたら、有効にします。
訳注。kgdb のページにあるように、CONFIG_DEBUG_RODATA を無効にします。
o そのカーネルをゲストにインストールします。
あるいは、QEMU では、-kernel, -append, -initrd コマンドライン引数を使って直接ブートすることもできます。これは、普通は、あなたがモジュールに依存しない時だけ、使えます。
訳注。？ ルートをマウントするのに必要なドライバが、カーネルもしくは initrd にあれば良いのですよね。シンボルが見えないのかな？
このモードについて詳しくは、QEMU 文書を参照下さい。
o QEMU/KVM の gdb スタブを有効にします。これには、VM 開始の時に、"-s" を QEMU コマンドラインに追加するか、あるいは、
実行時に QEMU モニタコンソールから、"gdbserver" を発行します。
o cd /path/to/linux-build
o gdb を開始: gdb vmlinux
注意：ディストリビューションによっては、 gdb スクリプトの自動ロードを、既知の安全なディレクトリだけに限定することがあります。
gdb が、vmlinux-gdb.py のロードを拒否するメッセージを出す時は、
add-auto-load-safe-path /path/to/linux-build
を、~/.gdbinit に加えます。詳しくは、 gdb のヘルプを参照下さい。
o ブートしたゲストにアタッチ：
(gdb) target remote :1234
Linux が提供する gdb ヘルパーの使い方の例
------------------------------------------------
o モジュール（と、メインカーネル）のシンボルをロードする：
(gdb) lx-symbols
loading vmlinux
scanning for modules in /home/user/linux/build
loading @0xffffffffa0020000: /home/user/linux/build/net/netfilter/xt_tcpudp.ko
loading @0xffffffffa0016000: /home/user/linux/build/net/netfilter/xt_pkttype.ko
loading @0xffffffffa0002000: /home/user/linux/build/net/netfilter/xt_limit.ko
loading @0xffffffffa00ca000: /home/user/linux/build/net/packet/af_packet.ko
loading @0xffffffffa003c000: /home/user/linux/build/fs/fuse/fuse.ko
...
loading @0xffffffffa0000000: /home/user/linux/build/drivers/ata/ata_generic.ko
o まだロードされていないモジュールの関数にブレークポイントを設定する：
(gdb) b btrfs_init_sysfs
Function "btrfs_init_sysfs" not defined.
Make breakpoint pending on future shared library load? (y or [n]) y
Breakpoint 1 (btrfs_init_sysfs) pending.
o ターゲットを続行する。
(gdb) c
o ターゲットでモジュールをロードして、シンボルがロードされ、ブレークポイントがヒットするのを見る：
loading @0xffffffffa0034000: /home/user/linux/build/lib/libcrc32c.ko
loading @0xffffffffa0050000: /home/user/linux/build/lib/lzo/lzo_compress.ko
loading @0xffffffffa006e000: /home/user/linux/build/lib/zlib_deflate/zlib_deflate.ko
loading @0xffffffffa01b1000: /home/user/linux/build/fs/btrfs/btrfs.ko
Breakpoint 1, btrfs_init_sysfs () at /home/user/linux/fs/btrfs/sysfs.c:36
36 btrfs_kset = kset_create_and_add("btrfs", NULL, fs_kobj);
o ターゲットカーネルのログバッファをダンプする：
(gdb) lx-dmesg
[ 0.000000] Initializing cgroup subsys cpuset
[ 0.000000] Initializing cgroup subsys cpu
[ 0.000000] Linux version 3.8.0-rc4-dbg+ (...
[ 0.000000] Command line: root=/dev/sda2 resume=/dev/sda1 vga=0x314
[ 0.000000] e820: BIOS-provided physical RAM map:
[ 0.000000] BIOS-e820: [mem 0x0000000000000000-0x000000000009fbff] usable
[ 0.000000] BIOS-e820: [mem 0x000000000009fc00-0x000000000009ffff] reserved
....
o 現在のタスク構造体のフィールドを調べる。
(gdb) p $lx_current().pid
$1 = 4998
(gdb) p $lx_current().comm
$2 = "modprobe\000\000\000\000\000\000\000"
o 現在あるいは指定したCPUの per-cpu 関数を使う：
(gdb) p $lx_per_cpu("runqueues").nr_running
$3 = 1
(gdb) p $lx_per_cpu("runqueues", 2).nr_running
$4 = 0
o container_of ヘルパーを使って、hrtimers を掘り進む：
(gdb) set $next = $lx_per_cpu("hrtimer_bases").clock_base[0].active.next
(gdb) p *$container_of($next, "struct hrtimer", "node")
$5 = {
node = {
node = {
__rb_parent_color = 18446612133355256072,
rb_right = 0x0 <irq_stack_union>,
rb_left = 0x0 <irq_stack_union>
},
expires = {
tv64 = 1835268000000
}
},
_softexpires = {
tv64 = 1835268000000
},
function = 0xffffffff81078232 <tick_sched_timer>,
base = 0xffff88003fd0d6f0,
state = 1,
start_pid = 0,
start_site = 0xffffffff81055c1f <hrtimer_start_range_ns+20>,
start_comm = "swapper/2\000\000\000\000\000\000"
}
コマンドと関数の一覧
------------------------------
コマンドと補助関数の数は、時とともに進化するでしょう。これは、単なる、初期バージョンのスナップショットです。
(gdb) apropos lx
function lx_current -- Return current task
function lx_module -- Find module by name and return the module variable
function lx_per_cpu -- Return per-cpu variable
function lx_task_by_pid -- Find Linux task by PID and return the task_struct variable
function lx_thread_info -- Calculate Linux thread_info from task variable
lx-dmesg -- Print Linux kernel log buffer
lx-lsmod -- List currently loaded modules
lx-symbols -- (Re-)load symbols of Linux kernel and currently loaded modules
詳細なヘルプは、コマンドなら、 "help <command-name>" 、補助関数なら、 "help function <function-name>" で得られます。
以上