如何调试 Linux 内核模块的 init_module() 调用？

Question

我正在进行Linux内核开发的第一步。

我有一些代码生成了一个.ko内核模块，我使用insmod安装它。我想要一种调试安装模块时发生的情况的方法，但是我遇到了一些困难。

1. 我需要调试对init_module的调用。当我运行insmode时是否会调用此函数？

2. 我尝试使用insmod "/my/url/fil.ko" -m来调试发生的情况，但每次都会出现错误-1 Unknown symbol in module，而在/cat/log/message中，我可以看到错误unknown parameter -m

3. 你知道是否有一种使用GDB进行调试的方法吗？

- Abruzzo Forte e Gentile

Answer 1

是的，当您使用 insmod 将模块加载到内核时，init_module 函数会立即被调用。您可以添加一个 printk 语句来验证在插入模块后是否已打印。

您无法传递诸如 -m 之类的参数来调试内核模块。

您只能使用 MODULE_PARAMS 传递旨在在您编写的内核模块中处理的参数。

- Amarnath Revanna

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嗨，Amarnath。感谢您的回复。那么，“insmod -m”的确切语法是什么，它是如何工作的？man页面说它用于在加载模块时将所有printk调用输出到控制台。 - Abruzzo Forte e Gentile

我相信从内核2.6开始，insmod的-m开关支持已被删除。您可以在此处找到更多信息：http://linux.derkeiler.com/Mailing-Lists/Kernel/2003-09/3268.html - Amarnath Revanna

Answer 2

QEMU + GDB逐步调试module_init

在尝试module_init之前，请确保能够一般性地使用QEMU + GDB进行内核模块调试：如何使用QEMU调试Linux内核模块？

module_init比较困难，因为我们不知道内核模块在加载前会被加载到哪里。

然后，这里有两种非理想但可用的技术来进入module_init：

1. Find the module load address, and reuse it later.

   The module load location is deterministic after each boot, so we can find:

   • the base address of the .text section: How to get the address of a kernel module that was inserted using insmod?

   • the location of the module_init symbol inside the .text section:

     ./readelf -s fops.ko | grep myinit
     

   Then, add them up, and tell GDB to break at that point.

2. Step into the module_init call.

   On kernel 4.16, first break at:

   do_init_module
   

   Then step until:

   ret = fn();
   

   Then step into that, and you fall inside the module_init function.

这个QEMU + Buildroot设置可以方便地测试这两种方法。

- Ciro Santilli OurBigBook.com

Answer 3

GDB无法固有地捕获模块的init和exit函数上的断点，就像它可以在其他专为服务于设备节点系统调用的函数上 (例如打开、读取或写入设备) 一样。我怀疑这与存储在进程地址空间的哪个部分有关，但我不确定。

进一步复杂化问题的是，模块每次加载时都会在随机地址上加载 - 不管是使用nokaslr还是静态构建还是动态插入到内核中（使用nokaslr，内核的核心部分将始终加载到相同的地址空间中，但模块不会）。因此，您不能简单地加载模块，在init符号的当前地址上设置断点，然后重新加载模块。然而，有一个解决方案：

就像Ciro在他的答案的第二种方法中所说的那样，您需要在内核核心的do_init_module函数上设置断点，每次加载任何模块时都会调用该函数。由于它是我提到的那个核心内核代码的一部分，gdb将知道它的正确位置。从那里开始，而不是反复步进（可能数百次，根据我的尝试），请按照我发现的这篇最新网帖的说明进行操作：

https://sysprogs.com/VisualKernel/documentation/kernelsymbols/

- aet