Ubuntu 18.04使用Qemu和GDB搭建運行內核的環境

安裝busybox

參考博客：
使用GDB+QEMU調試Linux內核環境搭建
一文教你如何使用GDB+Qemu調試Linux內核
ubuntu22.04搭建qemu環境測試內核
交叉編譯busybox
編譯busybox出現Library m is needed, can’t exclude it (yet)的解釋
S3C2440 制作最新busybox文件系統
https://www.busybox.net/是官網。
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sudo wget https://busybox.net/downloads/busybox-1.36.1.tar.bz2下載源代碼。
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sudo tar jxvf busybox-1.36.1.tar.bz2解壓源文件。
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cd busybox-1.36.1進入源代碼目錄里邊。
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執行make menuconfig發現報錯：

Command 'make' not found, but can be installed with:sudo apt install make
sudo apt install make-guile

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使用sudo apt install make安裝make,發現報錯如下：

E: Could not get lock /var/lib/dpkg/lock-frontend - open (11: Resource temporarily unavailable)
E: Unable to acquire the dpkg frontend lock (/var/lib/dpkg/lock-frontend), is another process using it?

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使用sudo rm -rf /var/lib/dpkg/lock-frontend刪除lock-frontend，然后再使用sudo apt install make安裝make，發現正常安裝。
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sudo apt install -y gcc g++ libncurses5-dev安裝依賴包。

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安裝完成如下圖：
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sudo make menuconfig進行配置。
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使用上下鍵可以選擇，選擇“Setting”之后，按回車鍵。
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進入到下一個選擇時，使用上下鍵找一下“Build static binary (no shared libs) ”。
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然后按一下y就是選擇上了。
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按一下Esc鍵就可以退回到上一層。
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按一下Esc鍵就可以退回到保存界面。
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選擇“yes”按一下Enter鍵，就退到原來的命令行下。
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sudo make -j2進行編譯。
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完成之后提示如下：

Static linking against glibc, can't use --gc-sections
Trying libraries: crypt m resolv rtLibrary crypt is not needed, excluding itLibrary m is needed, can't exclude it (yet)Library resolv is needed, can't exclude it (yet)Library rt is not needed, excluding itLibrary m is needed, can't exclude it (yet)Library resolv is needed, can't exclude it (yet)
Final link with: m resolv

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sudo make install進行安裝。
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完成之后，提示：

You will probably need to make your busybox binary
setuid root to ensure all configured applets will
work properly.

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啟動內存文件系統制作

cd _install進入到特定目錄里邊。
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sudo mkdir proc sys新建兩個目錄proc和sys
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sudo vim init把下邊的內容寫進去：

#!/bin/sh
echo "{==DBG==} INIT SCRIPT"
mkdir /tmp
mount -t proc none /proc
mount -t sysfs none /sys
mount -t debugfs none /sys/kernel/debug
mount -t tmpfs none /tmpmdev -s 
echo -e "{==DBG==} Boot took $(cut -d' ' -f1 /proc/uptime) seconds"# normal user
setsid /bin/cttyhack setuidgid 1000 /bin/sh

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sudo chmod +x init 為當前用戶添加上可執行的權限。
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sudo chmod -R 777 .給當前目錄中所有的文件配上讀寫執行的權限。
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sudo find . | sudo cpio -o --format=newc > ./rootfs.img生成rootfs.img文件。
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生成Linux內核

cd ~/進入到home目錄里邊。
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sudo wget http://ftp.sjtu.edu.cn/sites/ftp.kernel.org/pub/linux/kernel/v5.x/linux-5.19.tar.xz下載源代碼。在這里插入圖片描述

sudo tar xf linux-5.19.tar.xz解壓源代碼，時間有點長，需要等待。
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cd linux-5.19/進入到源碼里邊。
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sudo make menuconfig，發現報錯：

/bin/sh: 1: flex: not found
scripts/Makefile.host:9: recipe for target 'scripts/kconfig/lexer.lex.c' failed
make[1]: *** [scripts/kconfig/lexer.lex.c] Error 127
Makefile:629: recipe for target 'menuconfig' failed
make: *** [menuconfig] Error 2

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sudo apt-get install -y flex bison安裝依賴包。
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sudo make menuconfig進行配置選擇。
上下鍵可以進行選項尋找，按回車鍵可以進入，找到Kernel hacking進入。
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使用下鍵找到Compile-time checks and compiler options，然后按回車鍵。

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發現Provide GDB scripts for kernel debugging已經默認選上了。

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按兩下Esc
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按兩下Esc
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按兩下Esc
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選擇yes按一下回車鍵。
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grep CONFIG_DEBUG_INFO .config驗證一下，選擇是否正確。
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sudo sed -i 's/CONFIG_MODULE_SIG=y/CONFIG_MODULE_SIG=n/g' .config  # 把 CONFIG_MODULE_SIG=y  替換成  CONFIG_MODULE_SIG=n
sudo sed -i 's/CONFIG_MODULE_SIG_ALL=y/CONFIG_MODULE_SIG_ALL=n/g' .config
sudo sed -i 's/CONFIG_SYSTEM_TRUSTED_KEYS="debian\/canonical-certs.pem"/CONFIG_SYSTEM_TRUSTED_KEYS=""/g' .config
sudo sed -i 's/CONFIG_SYSTEM_REVOCATION_KEYS="debian\/canonical-revoked-certs.pem"/CONFIG_SYSTEM_REVOCATION_KEYS=""/g' .config
sudo sed -i 's/CONFIG_SYSTEM_TRUSTED_KEYRING=y/CONFIG_SYSTEM_TRUSTED_KEYRING=n/g' .config  # 把 CONFIG_SYSTEM_TRUSTED_KEYRING=y 替換成 CONFIG_SYSTEM_TRUSTED_KEYRING=n 
cat .config | grep "CONFIG_SYSTEM_TRUSTED_KEYRING=n" # 看一下 CONFIG_SYSTEM_TRUSTED_KEYRING 相關字符串是否成功替換。

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nproc看一下當前系統核數。
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sudo make -j2開始編譯
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發現報錯：

/home/ubuntu1804/linux-5.19/tools/objtool/include/objtool/elf.h:10:10: fatal err or: gelf.h: No such file or directory#include <gelf.h>^~~~~~~~
compilation terminated.
/home/ubuntu1804/linux-5.19/tools/build/Makefile.build:96: recipe for target '/h ome/ubuntu1804/linux-5.19/tools/objtool/arch/x86/special.o' failed
make[4]: *** [/home/ubuntu1804/linux-5.19/tools/objtool/arch/x86/special.o] Erro r 1
/home/ubuntu1804/linux-5.19/tools/build/Makefile.build:139: recipe for target 'a rch/x86' failed
make[3]: *** [arch/x86] Error 2
Makefile:53: recipe for target '/home/ubuntu1804/linux-5.19/tools/objtool/objtoo l-in.o' failed
make[2]: *** [/home/ubuntu1804/linux-5.19/tools/objtool/objtool-in.o] Error 2
Makefile:73: recipe for target 'objtool' failed
make[1]: *** [objtool] Error 2
Makefile:1343: recipe for target 'tools/objtool' failed
make: *** [tools/objtool] Error 2
make: *** Waiting for unfinished jobs....HOSTCC  scripts/sorttableHOSTCC  scripts/asn1_compilerHOSTCC  scripts/sign-fileHOSTCC  scripts/insert-sys-cert
scripts/sign-file.c:25:10: fatal error: openssl/opensslv.h: No such file or dire ctory#include <openssl/opensslv.h>^~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
compilation terminated.

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sudo apt-get install -y apt-file安裝apt-file。
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sudo apt-file search gelf.h，提示 The cache is empty. You need to run "apt update" first.，然后執行sudo apt update。

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sudo apt-file search gelf.h找了許久，才找到。
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我看還不如直接上網搜索比較快，sudo apt-get install -y libelf-dev libssl-dev安裝依賴包。
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sudo make -j2編譯
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報錯如下：

make[3]: *** [drivers/net/bonding/bond_3ad.o] Error 1
make[3]: *** Waiting for unfinished jobs....
drivers/net/bonding/bond_main.c:6373:1: fatal error: error writing to /tmp/ccqoYlgl.s: No space left on deviceMODULE_AUTHOR("Thomas Davis, tadavis@lbl.gov and many others");^~~~~~~~~~~~~
compilation terminated.
scripts/Makefile.build:249: recipe for target 'drivers/net/bonding/bond_main.o' failed
make[3]: *** [drivers/net/bonding/bond_main.o] Error 1
scripts/Makefile.build:466: recipe for target 'drivers/net/bonding' failed
make[2]: *** [drivers/net/bonding] Error 2
scripts/Makefile.build:466: recipe for target 'drivers/net' failed
make[1]: *** [drivers/net] Error 2
Makefile:1843: recipe for target 'drivers' failed
make: *** [drivers] Error 2

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sudo rm -rf /tmp刪除/tmp里邊的內容。
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然后再次執行sudo make -j2編譯，這次發現是整個Ubuntu系統磁盤滿了，開機之后再也無法進入Ubuntu了，所以只能進入到grub中recover模式刪除原先編譯好的文件，才能進入到系統。然后使用vmware擴展磁盤大小，然后再進行掛載。

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sudo make menuconfig進行配置選擇。
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已經默認選擇上了。

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重新配置一些參數。

sudo sed -i 's/CONFIG_MODULE_SIG=y/CONFIG_MODULE_SIG=n/g' .config  # 把 CONFIG_MODULE_SIG=y  替換成  CONFIG_MODULE_SIG=n
sudo sed -i 's/CONFIG_MODULE_SIG_ALL=y/CONFIG_MODULE_SIG_ALL=n/g' .config
sudo sed -i 's/CONFIG_SYSTEM_TRUSTED_KEYS="debian\/canonical-certs.pem"/CONFIG_SYSTEM_TRUSTED_KEYS=""/g' .config
sudo sed -i 's/CONFIG_SYSTEM_REVOCATION_KEYS="debian\/canonical-revoked-certs.pem"/CONFIG_SYSTEM_REVOCATION_KEYS=""/g' .config
sudo sed -i 's/CONFIG_SYSTEM_TRUSTED_KEYRING=y/CONFIG_SYSTEM_TRUSTED_KEYRING=n/g' .config  # 把 CONFIG_SYSTEM_TRUSTED_KEYRING=y 替換成 CONFIG_SYSTEM_TRUSTED_KEYRING=n 
cat .config | grep "CONFIG_SYSTEM_TRUSTED_KEYRING=n" # 看一下 CONFIG_SYSTEM_TRUSTED_KEYRING 相關字符串是否成功替換。

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sudo make -j2
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發現報錯如下：

BTF: .tmp_vmlinux.btf: pahole (pahole) is not available
Failed to generate BTF for vmlinux
Try to disable CONFIG_DEBUG_INFO_BTF
Makefile:1164: recipe for target 'vmlinux' failed
make: *** [vmlinux] Error 1

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sudo apt-get install -y dwarves安裝dwarves。

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sudo make -j2再次執行。
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完成之后如下：
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ls -hl vmlinux可以看到生成的vmlinux文件信息。
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ls -hl ./arch/x86/boot/bzImage可以看到生成的bzImage文件信息。
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安裝Qmeu并開始調試

sudo apt install -y qemu qemu-utils qemu-kvm virt-manager libvirt-daemon-system libvirt-clients bridge-utils安裝依賴包。
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sudo cp ~/busybox-1.36.1/_install/rootfs.img /mountsda4/linux-5.19/將rootfs.img移動到源代碼目錄下。
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sudo qemu-system-x86_64 -kernel ./arch/x86/boot/bzImage -initrd ./rootfs.img -append "nokaslr console=ttyS0" -s -S -nographic，可以看到停留在啟動處。
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再打開一個命令行，稱之為B終端，cd /mountsda4/linux-5.19進入到vmlinux文件所在的目錄下，然后執行sudo gdb vmlinux，就可以進入到gdb測試界面。
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之后輸入target remote localhost:1234連接上測試端口。
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之后的測試就需要使用gdb測試里邊的知識了。

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