#navi_header|技術| 本シリーズのまとめとして、KGDBを組み込んだLinuxKernelをPXEでネットワークブートし、シリアルコンソール経由で開発マシン(ホストマシン)からgdbでライブデバッグしてみます。 環境や各種設定は前回 [[958]] のNFSルートマウント成功からの続きとなります。 開発(=ホスト)マシン: VMware ゲスト, CentOS 5.5 (32bit) ターゲットマシン: VMware ゲスト, (空) VMwareホスト: Win7 SP1, 32bit ホストマシンとターゲットマシンとは、名前付きパイプを使ったシリアルポートで接続できるようにしています。前回の設定では、ttyS0一つのみとしています。 NFSrootマウント用exports: # cat /etc/exports /opt/nfsexports/root1 *(rw,sync,no_root_squash) tftpディレクトリ: /tftpboot/ pxelinux.0 pxelinux.cfg/default rootfs.gz bzImage bzImageSer bzImageNfs /tftpboot/pxelinux.cfg/default: #pre||> prompt 1 label linux kernel bzImage append initrd=rootfs.gz root=/dev/ram0 label sercons kernel bzImageSer append initrd=rootfs.gz root=/dev/ram0 console=ttyS0,115200 console=tty0 label nfs kernel bzImageNfs append console=ttyS0,115200 console=tty0 root=/dev/nfs rw ip=dhcp \ nfsroot=192.168.240.10:/opt/nfsexports/root1 label nfsdebug kernel bzImageNfs append console=ttyS0,115200 console=tty0 root=/dev/nfs rw ip=dhcp \ nfsroot=192.168.240.10:/opt/nfsexports/root1 nfsrootdebug ||< KGDBの使い方など参考資料： - Linuxのデバッグ手法をマスターする -- http://www.ibm.com/developerworks/jp/linux/library/l-debug/ - 日記/2009-05-02/kgdb を使ってみた - テキスト版 - BAK -- http://jr0bak.homelinux.net/~imai/pukiwiki/pukiwiki.php?%C6%FC%B5%AD%2F2009-05-02%2Fkgdb%20%A4%F2%BB%C8%A4%C3%A4%C6%A4%DF%A4%BF%20-%20%A5%C6%A5%AD%A5%B9%A5%C8%C8%C7 - Using kgdb, kdb and the kernel debugger internals -- http://www.kernel.org/doc/htmldocs/kgdb.html - kgdbを用いたカーネルデバッグ環境の構築 - big-eyed-hamsterの日記 -- http://d.hatena.ne.jp/big-eyed-hamster/20090331/1238470673 #more|| #outline|| ---- * KGDBを有効にする KGDBは当初はKernelに対するpatchとして提供されていましたが、2.6.26 以降は本体に統合されています。 本シリーズで使用しているkernelは 2.6.38.2 ですので、既に本体に統合されています。 2.6.38.2の場合、KGDBを有効にするにはまずEXPERIMENTALを有効化します。 Symbol: EXPERIMENTAL Type : boolean Prompt: Prompt for development and/or incomplete code/drivers Defined at init/Kconfig:33 Location: -> General setup 続けて "Kernel hacking" -> "Kernel debugging" を有効にします。 Symbol: DEBUG_KERNEL Type : boolean Prompt: Kernel debugging Defined at lib/Kconfig.debug:139 Location: -> Kernel hacking これで "KGDB: kernel debugger" の選択肢が表示されます。 Symbol: KGDB Type : boolean Prompt: KGDB: kernel debugger Defined at lib/Kconfig.kgdb:5 Depends on: HAVE_ARCH_KGDB && DEBUG_KERNEL && EXPERIMENTAL Location: -> Kernel hacking KGDBを有効にすると、自動的にKGDB_SERIAL_CONSOLEも組み込まれました。 Symbol: KGDB_SERIAL_CONSOLE Type : tristate Prompt: KGDB: use kgdb over the serial console Defined at lib/Kconfig.kgdb:21 Depends on: KGDB Location: -> Kernel hacking -> KGDB: kernel debugger (KGDB) Selects: CONSOLE_POLL && MAGIC_SYSRQ gdb上でシンボルを使いたい場合は、DEBUG_INFOを有効にしておきます。 Symbol: DEBUG_INFO Type : boolean Prompt: Compile the kernel with debug info Defined at lib/Kconfig.debug:670 Depends on: DEBUG_KERNEL Location: -> Kernel hacking bzImageをビルドしたら、"bzImageKgdb"などに名前を変えて "/tftpboot" の下にコピーしておきます。 * カーネルパラメータの設定 前回 [[958]] のNFSルートマウントの環境と設定を流用します。 "/tftpboot/pxelinux.cfg/default" ファイルに次のエントリを追加します。"append"以降は実際は一行で記述します。 label kgdb kernel bzImageKgdb append console=ttyS0,115200 console=tty0 root=/dev/nfs rw ip=dhcp \ nfsroot=192.168.240.10:/opt/nfsexports/root1 \ kgdboc=ttyS0,115200 "kgdboc"は "kgdb over console" の略で、どのコンソールを使うかを設定します。詳細はカーネルソースの "Documentation/kernel-parameters.txt" を参照してください。 KGDBの有効化やgdbとの接続方法のカーネルパラメータですが、資料によっては上記とは異なる指定をしているものもあります。 例えば、"Embedded Linux Primer"の "Chapter 14 Kernel Debugging Techniques", "Listing 14-1 Booting with KGDB Enabled Using U-Boot" では "gdb" というパラメータを指定しています。 アーキテクチャやKGDBとKernelのバージョンによって異なるのかもしれません。 * 動作確認 １．minicomを立ち上げて、ターゲットマシンを起動し、"boot:"でKGDBを有効にしたlabelを指定します。 ２．通常のコンソールでログインし、シェルを起動します。 ３．"ALT" + "SysRq" + "g" を同時に押します。 あるいは $ echo g > /proc/sysrq-trigger します。 シリアルコンソールにログインしてシェルを立ち上げているのであれば、 "CTRL" + a -> "f" -> "g" の順で押していきます。 ４．KGDBが起動する筈。 こんな表示が出力されればOKです。 SysRq : DEBUG Entering KGDB ５．minicomを終了し、gdbを起動する。 以降、シリアル接続はgdbが使いますのでminicomは "CTRL-A" -> "q" で終了します。 kernelのビルドディレクトリ直下、"vmlinux"が存在するディレクトリに移り、gdbを起動します。 # gdb -q (gdb) file vmlinux Reading symbols from /.../vmlinux...(no debugging symbols found)...done. (gdb) set remotebaud 115200 (gdb) target remote /dev/ttyS0 Remote debugging using /dev/ttyS0 kgdb_breakpoint () at /.../linux-2.6.38.2/kernel/debug/debug_core.c:960 960 wmb(); /* Sync point after breakpoint */ 以降、"bt"などgdbコマンドでデバッグ出来ます。 ６．gdbを抜ける "c" コマンドでシステムを続行します。 gdbから完全に抜けるには、一旦gdbに移った後、"detach"コマンドを使います。 (gdb) detach Ending remote debugging. (gdb) quit * gdb接続専用のシリアルポートを用意してみる＋kernel起動時にgdbにbreakしてみる 組み込み開発などではシリアルコンソール上でシェルを動かしたりします。 そのため、シリアルポートが二つあれば、一つはシリアルコンソール上でシェルを動かし、もう一つをKGDBとgdbの接続用に分離できます。 本シリーズでは開発マシン・ターゲットマシン共にVMware上のゲストOSとして動かしているので、シリアルポートを簡単に追加することが出来ます。仮想マシンを編集して、名前付きパイプで新しいシリアルポートを追加します。 開発マシン側： &image(yb://images/reduced.linux/06_01.jpg) ターゲットマシン側： &image(yb://images/reduced.linux/06_02.jpg) "/tftpboot/pxelinux.cfg/default" ファイルに次のエントリを追加します。"append"以降は実際は一行で記述します。 label kgdb2 kernel bzImageKgdb append console=ttyS0,115200 console=tty0 root=/dev/nfs rw ip=dhcp \ nfsroot=192.168.240.10:/opt/nfsexports/root1 \ kgdboc=ttyS1,115200 kgdbwait "console="ではttyS0, "kgdboc="ではttyS1を指定し、分離しています。 また、 "kgdbwait" パラメータを追加し、kernel起動時にgdbにbreakするようにしてみます。 このlabelを使ってターゲットマシンをbootしてみると、kernel起動時に次のようなメッセージが表示され、gdbの接続待ちになります。 kgdb: Registered I/O driver kgdboc. kgdb: Waiting for connection from remote gdb... 開発マシン側でgdbを起動します。 #pre||> # gdb -q vmlinux Reading symbols from /.../vmlinux...(no debugging symbols found)...done. (gdb) set remotebaud 115200 (gdb) target remote /dev/ttyS1 Remote debugging using /dev/ttyS1 Ignoring packet error, continuing... warning: unrecognized item "timeout" in "qSupported" response kgdb_breakpoint () at /.../linux-2.6.38.2/kernel/debug/debug_core.c:960 960 wmb(); /* Sync point after breakpoint */ (gdb) bt #0 kgdb_breakpoint () at ... #1 0xc1042ce9 in kgdb_register_io_module (new_dbg_io_ops=0x0) at ... #2 0xc111eb7c in configure_kgdboc () at ... #3 0xc128e318 in do_one_initcall (fn=0xc12a4cb0 ) at .../init/main.c:758 #4 0xc128e6ea in do_initcalls (unused=) at .../init/main.c:788 #5 do_basic_setup (unused=) at .../init/main.c:806 #6 kernel_init (unused=) at .../init/main.c:900 #7 0xc1002d36 in ?? () ||< "c"コマンドで Continue すると、kernel起動処理が再開されます。 * まとめ 本シリーズではLinuxシステムをブートさせる組み合わせを FD, CD-ROM, PXEネットワークブートの順で紹介してきました。 rootファイルシステムもinitrdとNFSマウントの二種類を紹介しました。 Linux Kernelを調べ、実際にコンパイルして動かすときに最初の障害となるのが「今使用しているホストマシンを壊さない」事だと思います。また、この点が最初の不安として立ちはだかると考えています。 そこで本シリーズでは仮想マシンを利用し、ホストマシン上で独立してkernelやユーザーランド(BusyBox,uClibc, Buildroot)をビルドし、ターゲットマシン上で動作させる方法をまとめてみました。特に本記事のPXEネットワークブート＋NFSrootマウント＋KGDB有効化は組み込み開発の世界でも使われている手法であり、各種の調査や開発作業を効率化してくれるはずです。 Linux Kernelの世界にこれから足を踏み出そうとする読者にとって、本シリーズがその一助となれば幸いです。 #navi_footer|技術|