忆杰的博客

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Android Linux内核编译调试

对于在Windows上写代码写习惯的人,调试是必不可少的手段,但是转到Android以后,发现调试手段异常简陋,Windows简直不是一个级别,特别是Android的内核调试,网上资料也相对较少,不过通过一段时间的倒腾,我终于找到了还算靠谱的调试方法.就是利用Emulator + Eclipse进行Android Linux内核调试.

 

1.系统预装环境

在目前为止,都是使用的最新版本的Android开发环境

 

Ubuntu 14.04 

Android SDK( adt-bundle-linux-x86_64-20140702 )

Android NDK( android-ndk32-r10b-linux-x86_64 )

 

安装好这几个环境以后,设置一下环境变量

 

export PATH=$PATH:ANDROID_NDK_HOME/toolchains/arm-linux-androideabi-4.6/prebuilt/linux-x86_64/bin

 

ANDROID_NDK_HOME键值为Android NDK安装目录,设置这个环境变量的目的主要是为了使用gcc 4.6版本编译linux内核

 

export PATH=$PATH:ANDROID_SDK_HOME/sdk/tools

 

ANDROID_SDK_HOMEAndroid SDK的安装目录,设置这个环境变量的目的是方便使用emulator命令!

 

万事具备.使用前面安装的Android SDK创建一个虚拟的设备.并且确保 emulator -avd Device_Test这条命令可以启动Android 模拟器.先热身下

 

2.Android Linux内核编译

 

2.1 下载GoldFish 源码

 

mkdir kernel 

cd kernel

git clone http://android.googlesource.com/kernel/goldfish.git

 

GoldFish是适配模拟器的内核源码,如果是要具体适配其他机型,请选择其他源码,这边不展开了,详情参考链接有说明如果失败了,https.我换https是因为使用了代理,现在google被墙,不使用代理搞不动!

 

git clone https://android.googlesource.com/kernel/goldfish.git

 

 

下载过程看你的代理速度了,而且不能中断.中断了就要重新来,特别的麻烦和恶心!所以我上传了一份到百度云和上面goldfish出来的一样.可以考虑去下载

 

http://pan.baidu.com/s/1i3yzhbv

 

下载或者解压完成以后会在kernel目录下会生成一个goldfish文件夹,进入此目录.查看所有分支

 

 

 

可以看到有很多的版本, 2.6.293.4我都测试过编译和运行没有任何问题所以这边我们拉2.6.29的源码

 

git checkout remotes/origin/android-goldfish-2.6.29

 

 

然后目录下就有很多文件了,说明Android Linux的源码下载成功!

 

 

 

3.2 编译GoldFish 源码

 

编译源码之前,请确认已经将NDK的编译工具设置到环境变量中.我们将使用上述这个目录下的交叉编译器arm-linux-androideabi-gcc

 

export PATH=$PATH:ANDROID_NDK_HOME/toolchains/arm-linux-androideabi-4.6/prebuilt/linux-x86_64/bin

 

然后在glodfish目录下用gedit打开Makefile文件,找到这两行文字:

 

#ARCH ?= $(SUBARCH)

#CROSS_COMPILE ?=

 

修改成

ARCH ?= arm

CROSS_COMPILE ?= arm-linux-androideabi-

 

 

 

保存文件然后

 

make goldfish_armv7_defconfig 

 

 

:$make goldfish_defconfig这样配置也可以编译通过,模拟器也可以启动,但是Android的开机画机就显示不了,$adb shell也死活连不上,原因就是这个goldfish_defconfig这个配置文件问题.

 

Android Linux的基本编译就设置完成了.我们先make 一下

make

 

 

这就表示编译成功了,Linux的源码是Linux上少有的一键make过去的软件,比编译其他Linux应用简单不少.当然到这里编译出来的这个zImage已经可以运行了,但是离我们用来做调试的还是有差距.我们还要开启内核调试和关闭优化

 

3.3 开启调试选项

开启Linux内核的调试选项先安装依赖性

sudo apt-get install ncurses-dev

然后

make menuconfig

 

 

进入内核配置界面,勾选下列选项,同时关闭优化

 

General setup —> 

[ ] Optimize for size,进行开启/关闭

 

[*] Kernel hacking 

     [*] Compile the kernel with debug info 

     [*] KGDB: kernel debugging with remote gdb —>      

[*] Enable dynamic printk() call support 

 

关闭Linux内核优化比较麻烦.我通过和朋友讨论,以及网络搜索还没有找到很好的解决办法,原因是默认的Linux内核编译是开启-O2优化的,这种模式之下会造成gdb和实际的源码对不上,相信使用过windbg调试-O2的朋友都有这个经历,所以我们需要关闭Linux-O2,不过目前还没有很好的解决办法下面这篇文章讨论的解决办法是.针对文件进行关闭优化.下面这两篇文章的讨论都非常有意义:

 

http://www.lenky.info/archives/2013/03/2238

 

http://www.ibm.com/developerworks/cn/linux/l-kdb/

 

这边我们将-Os -O2都调成-O.针对具体文件关闭优化,这边就不搞了.具体到自己的调试任务的时候再看

 

 

 

再进行编译

make -B

选项-B以强制所有内核源文件全部重新编译(因为我前面编译过一次了,为了保险起见,就让目标文件全部重新生成吧)当出现这个画面,就表示编译成功了

 

 

 

4.Android Linux内核调试

使用emulator 启动我们编译的内核试试

 

emulator -verbose -show-kernel -kernel ~/kernel/goldfish/arch/arm/boot/zImage -avd Device_Test

 

 

没错启动的就是我们的内核2.6.29 时间也对的上.说明我们编译的内核是可以运行的.下一步使用这条命令

 

emulator -verbose -show-kernel -kernel -netfast ~/kernel/goldfish/arch/arm/boot/zImage -avd Device_Test -qemu -gdb tcp::1234,ipv4, -S

 

这条命令会在tcp端口的1234监听.加了-S还会暂停下来,等待着gdb链接上来.这时候我们开启NDK目录下面的gdb.链上去然后

 

target remote localhost:1234 

 

 

还可以测试几条命令看看源码是否跟上了

 

 

到这里为止,基本上是用gdb连上emulator 进行内核调试应该没问题了.但是仅仅到这里那离windbg的调试还是差好几条街.所以我们还是需要一个更好的调试方法.是用eclipse来作为调试的前端!

 

5.Eclipse前端

是用Eclipse作为前端的好处是,无论是在windows,linux下面都没有问题.可以在一台windows的机器上,远程调试android内核.所以为了截图方便,我下面的操作都是在windows上弄的,Linux上也是一样!当然要在windows上进行调试,首先要将上面的gold目录复制到windows的机器上,或者是共享给windows.这里就不展开了!

 

运行Eclipse,点击菜单Help->Install New Software… 在弹出的对话框里点击Work with:后面的下拉按钮,选择Kepler – http://download.eclipse.org/releases/kepler

 

不同的Eclipse版本选择不一样,与自己下载的版本一致一即可.然后在下面的选择框中将以下选项安装上

Programming Languages 

C/C++ Autotools support

C/C++ Visual C++ Support

C/C++ Development Tools

C/C++ Development Tools SDK

Linux Tools

GDB Tracepoint Analysis

Mobile and Device Development

C/C++ GDB Hardware Debugging

 

安装好后自动重启Eclipse即可.再配置点击菜单Window -> Preferences在弹出的对话框中,点击左边的General->Workspace将右边的Build automatically复选框不选中.

再点击对话框左边的C/C++->Indexer,将右边的Enable indexerAutomatically update the index两复选框不选中.

 

接下来就简单了.创建一个工程,点击菜单File->New->Project…在弹出的对话框中选择C/C++->C Project再点击Next >按钮

 

 

其中Project name:为工程名,可自定义.Location:则为工程文件所在路径,此处设置为我们下载的源码路径而Project type:则设置为Makefile project/Empty Project, Toolchains:则设置为Linux GCC,如果是windows设置成Android GCC最后点击Finish即可.

 

接下来WindowsLinux都一样,进行DEBUG配置,Project Explorer里右击刚创建的Linux_Kernel项目,在右键菜单中点击Debug As->Debug Configurations…在弹出的对话框中双击GDB Hardware Debugging 然后配置调试选项如下图

 

 

C/C++ Application:栏设置为Linux Kernel源码编译出来的vmlinux文件所在路径(包含文件名),然后将Disable auto build选上,切换到Debugger,修改配置如下截图.

 

 

 

这里是设置gdb的路径还有远程地址和端口. Gdb的路径在ndk安装目录下的如下路径

 

\toolchains\arm-linux-androideabi-4.6\prebuilt\windows-x86_64\bin

 

远程地址,我的ubuntu机器是192.168.1.2这个随机应变即可.端口是我们运行emulator命令定义的端口.搞定这个切换到Startup页面

 

 

 

Reset and Delay(seconds)和 Halt 还有Load image复选框的勾都去掉.然后点击Debug,这时候就停在第一条指令了

 

这时候还不能按F5, F6单步.我们在Execut窗口指定到main.c 然后在 start_kernel上下个断点也可以再Console窗口敲命令break start_kernel. 然后敲入命令C. 

 

 

这时候就停在了Linux内核的入口函数start_kernel.也可以使用F5,F6.寄存器显示各方面都可以了.如果在Windows,有一个毛病,源文件都要自己重新指定路径.不然认不到默认都是编译路径/home/xxx什么的.要重新指定成Windows的盘符形式.不过在Linux上调试就没有这个问题了!

 

 

 

这个调试差不多是搞起走了.如果是分析Android的源码,看一看跟一下还是很不错的.不过还是有一个问题没有解决,关于汇编和符号不对应的问题.大家可以群策群力搞一下!

 

参考链接:

http://wenku.baidu.com/view/95c69448e518964bcf847c2f.html 

http://blog.csdn.net/flydream0/article/details/7070392 

http://www.lenky.info/archives/2013/03/2238 

http://blog.csdn.net/liushuaikobe/article/details/8646555

http://x-slam.com/da_jian_eclipse_qemu_gdb_diao_shi_linux_kernel_huan_jing 

网友评论:

  1. Rover12421 说:

    不建议修改Makefile文件.可以在make命令后面添加参数
    make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-androideabi- goldfish_armv7_defconfig
    make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-androideabi-

    make的时候顺便加上-j参数,多线程编译加快速度
    make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-androideabi- -j8

  2. Rover12421 说:

    emulator -verbose -show-kernel -kernel -netfast ~/kernel/goldfish/arch/arm/boot/zImage -avd Device_Test -qemu -gdb tcp::1234,ipv4, -S

    命令有误,修改如下:

    emulator -verbose -show-kernel -netfast -kernel ~/kernel/goldfish/arch/arm/boot/zImage -avd Device_Test -qemu -gdb tcp::1234,ipv4 -S

  3. Joen 说:

    你说的对, -netfast 和-kernel 要调换下顺序, 可能是我写文章的时候写错了!

  4. joen 说:

    今天为了研究linux的slub分配器.编译了um来调试.但是由于linux内核默认情况下使用-O2,而最低要求需要-O1才能编译成功.在打开优化的情况下,调试起来源代码会乱跳.为了解决这个问题,我折腾了几分钟.发现有三个地方需要修改就可以了

    第一处 include/linux/compiler-gcc.h 在里面inline __inline这些定义之后都有 aways_inline的attribute,要把这个属性删除

    另一处, 在menuconfig里,kernel hack里面不选中”Force gcc to inline functions marked inline”

    当然,最后,Makefile里面那个-O2要删除掉,也就是不用任何优化来编译(貌似这个时候就是-O0)

    之后用make ARCH=um 就可以编译成功了. 我精简过的um编译出来大概15M.(选择了compile the kernel with debug info)

  5. 老蜗牛 说:

    楼主你好,我是新手,按照你的步骤一步步进行内核调试。预装环境与文章一致,linux内核用的3.4,在进行eclipse内核调试时,提示no source available for “0x0”,且 在executables中没有init 的main函数。请问如何破解?

  6. 漫步 说:

    大牛们,
    我使用gdb命令list不能够显示源码,我按照文档已经打开了内核debug选项?
    还请大牛们指点一二。

  7. lantian 说:

    goldfish3.4 按照博文 修改Makefile编译出现下面的错误:
    root1@ubuntu:~/Desktop/442/kernel/goldfish34$ make -B
    # Do not try to update included dependency files
    # Do not try to update included dependency files
    # Do not try to update included dependency files
    # Do not try to update included dependency files
    # Do not try to update included dependency files
    # Do not try to update included dependency files
    # Do not try to update included dependency files
    # Do not try to update included dependency files
    # Do not try to update included dependency files
    # Do not try to update included dependency files
    # Do not try to update included dependency files
    # Do not try to update included dependency files
    SHIPPED scripts/kconfig/zconf.tab.c
    SHIPPED scripts/kconfig/zconf.lex.c
    SHIPPED scripts/kconfig/zconf.hash.c
    HOSTCC scripts/kconfig/zconf.tab.o
    HOSTLD scripts/kconfig/conf
    scripts/kconfig/conf –silentoldconfig Kconfig
    WRAP arch/arm/include/generated/asm/auxvec.h
    WRAP arch/arm/include/generated/asm/bitsperlong.h
    WRAP arch/arm/include/generated/asm/cputime.h
    WRAP arch/arm/include/generated/asm/emergency-restart.h
    WRAP arch/arm/include/generated/asm/errno.h
    WRAP arch/arm/include/generated/asm/ioctl.h
    WRAP arch/arm/include/generated/asm/irq_regs.h
    WRAP arch/arm/include/generated/asm/kdebug.h
    WRAP arch/arm/include/generated/asm/local.h
    WRAP arch/arm/include/generated/asm/local64.h
    WRAP arch/arm/include/generated/asm/percpu.h
    WRAP arch/arm/include/generated/asm/poll.h
    WRAP arch/arm/include/generated/asm/resource.h
    WRAP arch/arm/include/generated/asm/sections.h
    WRAP arch/arm/include/generated/asm/siginfo.h
    WRAP arch/arm/include/generated/asm/sizes.h
    CHK include/linux/version.h
    CHK include/generated/utsrelease.h
    Generating include/generated/mach-types.h
    CC kernel/bounds.s
    arm-eabi-gcc: error: unrecognized command line option ‘-0’
    make[1]: *** [kernel/bounds.s] Error 1
    make: *** [prepare0] Error 2

  8. lantian 说:

    f:\sdk\tools\emulator -avd test_442 -verbose -show-kernel -netfast -kernel G:\AndroidCompileOut\20160318\zImage_debug -ramdisk G:\AndroidCompileOut\20160318\ramdisk.img -system G:\AndroidCompileOut\20160318\system.img -initdata G:\AndroidCompileOut\20160318\userdata.img -cache G:\AndroidCompileOut\20160318\cache.img -qemu -gdb tcp::1236,ipv4 -S

    Gdb侧:
    (gdb) target remote localhost:1236
    Remote debugging using localhost:1236
    Unknown remote qXfer reply: PacketSize=1000;qXfer:features:read+
    (gdb)

  9. Android Linux内核编译调试 | 朱斌技术博客 说:

    […] 这边文档格式排起来真麻烦. 我在我的博客也发了这篇文章. http://www.joenchen.com/archives/1093 […]

  10. 使用Android模拟器调试linux内核 | ITPCB 说:

    […] Android Linux内核编译调试 用GDB远程调试Linux内核 gdb 调试利器 […]

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