Linux Debugging ls,ps,top,etc. printk() /proc i386提供的调试机制（断点，信号，单步执行） ptrace()系统调用 利用/proc/kcore SGI公司OSS项目的kgdb 嵌入式系统 Linux Debug

printk() 在用户态，一般用printf()在可能出问题的地方打印出系统运行状态。在内核态，对应的函数是printk() 由函数printk()打印出来的信息都被系统守护神进程syslogd记录，存放在/var/log/messages 如果记录级别小于当前系统中定义的console_loglevel值（include/linux/kernel.h: 29-36），那么应该将信息打印在当前控制台上 报错，printk("proc_read_super: get root inode failed\n"); 系统状态，printk(“jiffies-> %ld.\n”, jiffies); Linux Debug

用/proc在用户态查看Linux内核状况 系统综合信息 procinfo 进程信息 /proc/self/status 内存信息/proc/meminfo /proc/sys更改系统配置，i.e. /proc/sys/fs/file-max /proc下文件、目录的意义，“proc下的文件.doc” /proc/sys下文件、目录的意义， “proc_sys下的文件.doc” Linux Debug

/proc/<pid>/下文件、目录的意义 文件/目录名 描述 Cmdline 该进程的命令行参数 Cwd 进程运行的当前路径的符号链接 Environ 该进程运行的环境变量 Exe 该进程相关的程序的符号链接 Fd 包含该进程使用的文件描述符 Maps 可执行文件或库文件的内存映像 Mem 该进程使用的内存 Root 该进程所有者的家（home）目录 Stat 进程状态 Statm 进程的内存状态 Status 用易读的方式表示的进程状态 Linux Debug

断点 断点的分类（指令断点和数据断点） 指令断点：运行到这条指令的时候中止程序运行 数据写：数据对这个线性地址写的时候中止程序运行 数据读或者写：指令没有执行，只要发生该地址的数据读或者写就中止程序的运行 int3自陷指令设置指令断点 调试寄存器DR0 – DR3设置指令断点和数据断点 Linux Debug

调试寄存器 DR0 – DR3：保存断点相关的线性地址，包括指令断点和数据断点。使用线性地址 DR4、DR5由Intel公司保留 只有在特权级为0的时候才能访问这些寄存器 Linux Debug

Linux调试处理 int 3单字节异常指令，系统进入异常处理状态。用do_int3()函数响应 int 2触发系统的debug调试异常，用do_debug()函数响应 task_struct{}的thread_struct{}有成员变量 unsigned long debugreg[8] Linux Debug

Signal 举例说，进程出现浮点运算错误时，进程会接收到SIGFPE信号，在正常运行的状况下，会产生core dump，从而导致程序非正常退出； 在调试的情况下，调试器接收到SIGFPE信号，就可以在产生错误的代码处，检查当时浮点操作数的值是否正常 对于PTRACED进程（PF_PTRACED置位），被调试进程在收到任何信号的时候（SIGKILL除外），都会中止进程的运行，并且通知调试器进程（父进程）；收到SIGKILL信号就导致被调试子进程的直接退出 Linux Debug

单步中断处理程序在do_debug()的函数过程中 单步运行 标志寄存器EFLAGS中的TF标志 当调用ptrace()的PTRACE_SINGLESTEP功能，ptrace()会将TF置位，并且让进程继续运行。当进程回到用户态并且执行了一条指令之后，CPU产生异常，被中断的指令把线性标志寄存器推入堆栈，然后再清除TF位，使单步中断处理程序可以正常的运行。 单步中断处理程序在do_debug()的函数过程中 Linux Debug

通过使用Linux提供的ptrace()系统调用，可以让父进程监控子进程。 使用ptrace()系统调用，可以用来改变调试寄存器的内容，包括添加断点地址，改变断点控制寄存器的值。也可以改变子进程中ptrace成员的值，这是在进程运行过程中判断调试状态情况的最重要的成员 Linux Debug

ptrace请求类型 “ptrace请求类型宏定义.doc” Linux Debug

用户空间的ptrace()调用方法 #include <sys/ptrace.h> long int ptrace(enum __ptrace_request request, pid_t pid, void * addr, void *data) request： ptrace的请求类型 pid： 作用的对象 addr和data：传入的地址和数据 对不同的请求类型来说，addr和data所代表的意义不尽相同。“ptrace调用方式.doc” Linux Debug

ptrace()调用机制/流程 “ptrace调用简单流程.doc” Linux Debug

/proc/kcore /proc/kcore文件是系统内核运行情况的内存映像 如果编译内核的时候增加-g选项，即会在生成的二进制代码vmlinuz或vmlinux中，添加调试相关的数据。 以root身份运行 #gdb /usr/src/linux/vmlinux /proc/kcore 因为core-file命令是静态的，如果需要查看内核最近的运行情况，需要再次运行core-file将新的/proc/kcore导入，否则就只能是上次使用core-file的情况 Linux Debug

一次示例 # gdb vmlinux (gdb) core-file /proc/kcore #0 0x0 in ?? () (gdb) p jiffies $1 = 29119787 $2 = 29119787 $3 = 29122291 (gdb) Linux Debug

SGI公司OSS项目的kgdb Linux Debug

嵌入式系统的组成 微处理器（MCU、DSP、SOC） 存储器（内存、Flash） 人机交互界面 网络接口 其它输入和输出装置 软件系统 有限的功能 实时性、系统可靠性方面的考虑 Linux Debug

ARM公司的ARM Evaluator-7T Lineo的µCSimm 嵌入式系统开发平台 ARM公司的ARM Evaluator-7T Lineo的µCSimm Linux Debug

µCSimm Linux Debug

µCSimm l 16MHz，2.7 MIPS EC000 CPU Core l 8MB DRAM l 2MB Flash ROM l         30针SIMM form factor l         3.3V电压下最大电流为100mA l         low power sleep mode l         板载µClinux操作系统 l         RS232串口 l         SPI serial master l         最高为QVGA的LCD控制器 l         Up to 19 parallel I/O l         10BaseT 以太网 Linux Debug

µCsimm调试环境 µClinux操作系统 一张µClinux System Builder Kit光盘 linux.bin文件是编译后的µClinux内核，将传输到µCsimm上运行 µCsimm上有Bootloader装入linux.bin 主机通过RS232与µCsimm相连。主机使用串口的终端工具minicom与串口通信 Linux Debug

ARM Evaluator-7T ARM7TDMI处理器，包括了THUMB®指令集。 Samsung KS32C50100 微控制器 工作频率可以高达50MHz 512KB FLASH 512KB+ 32位 SRAM Flash中的 Bootstrap Loader Angel debug monitor MicroHAL 完全MultiICE兼容的JTAG 接口，包括reset和hot-swap功能 软件开发工具ARM Developer Suite（ADS） Linux Debug

嵌入式系统软件开发过程 建立交叉开发环境 交叉编译和连接 重定位和下载 调试 Linux Debug

调试示意图 Linux Debug