构建调试Linux内核网络代码的环境MenuOS系统

实验环境：ubuntu16.04.6 64位

下载并编译linux内核

下载linux-5.0.1内核源代码

#下载地址
https://cdn.kernel.org/pub/linux/kernel/v5.x/linux-5.0.1.tar.xz
#在家目录下新建工作目录
mkdir LinuxKernel
#将下载好的压缩包拷贝到LinuxKernel目录，然后解压
xz -d linux-5.0.1.tar.xz
tar -xvf linux-5.0.1.tar

安装内核编译工具

cd linux-5.0.1
sudo apt install build-essential flex bison libssl-dev libelf-dev libncurses-dev

配置编译内核

make i386_defconfig #生成32位x86的配置文件
make menuconfig #开启文本菜单选项，对窗口有限制，尽量调大窗口
#Kernel hacking -> Compile-time checks and compiler options -> [*] Compile the kernel with debug info
#配置内核使之携带调试信息，保存并退出
make #编译，时间较长
#产出为bzImage文件

通过QEMU虚拟机加载内核并构造MenuOS

cd ~/LinuxKernel
sudo apt install qemu
qemu-system-i386 -kernel linux-5.0.1/arch/x86/boot/bzImage
#下载MenuOS
git clone https://github.com/mengning/menu.git
cd menu
sudo apt-get install libc6-dev-i386
vim Makefile
#修改“qemu...”这一行 为：
qemu-system-i386 -kernel ../linux-5.0.1/arch/x86/boot/bzImage -initrd ../rootfs.img
make rootfs #构建一个根文件系统

在MenuOS上完成TCP客户端和服务器发送和接收hello/hi，验证MenuOS的网络可以正常工作

将TCP网络通信程序的服务器端集成到MenuOS系统

cd ~/LinuxKernel
sudo git clone https://github.com/mengning/linuxnet.git
cd linuxnet/lab2 #服务器端目录
vim Makefile

需要保证文件拷贝路径是正确的：

make
cd ../../menu/
make rootfs

将TCP网络通信程序的客户端集成到MenuOS系统中

cd ~/LinuxKernel/linuxnet/lab3

vim Makefile
#修改“qemu...”这一行 为：
qemu-system-i386 -kernel ../linux-5.0.1/arch/x86/boot/bzImage -initrd ../rootfs.img

sudo make rootfs

在qemu虚拟机中使用help命令可以发现replyhi和hello已经集成到系统中，成为一条命令：

在QEMU窗口中依次输入命令 replyhi和hello：

说明MenuOS的网络可以正常工作。

截图证实通过gdb可以跟踪到内核代码，比如start_kernel、sys_socketcall等内核函数

首先构建Linux内核的gdb调试环境：

配置并编译内核使之携带调试信息（已经在第一步完成）
在qemu中启动gdb server：

cd ~/LinuxKernel/menu

qemu-system-i386 -kernel ../linux-5.0.1/arch/x86/boot/bzImage -initrd ../rootfs.img -append  nokaslr -s -S

可以看到在新打开的qemu虚拟机上，整个是一个黑屏，此时qemu在等待gdb的连接。

建立gdb与gdbserver之间的连接：

在另外一个终端运行gdb，然后在gdb界面中运行如下命令：

gdb #进入gdb命令行

#首先需要在gdb界面中targe remote之前加载符号表，否则无法根据符号设置断点
file ~/LinuxKernel/linux-5.0.1/vmlinux
#在gdb界面中设置断点
break start_kernel #断点的设置可以在target remote之前，也可以在之后

target remote:1234 #则可以建立gdb和gdbserver之间的连接
按c 让qemu上的Linux继续运行
list #查看断点处的源码