通过JTAG对比内核启动后text/rodata段内容

关键词：vmlinux、strip、dump、_text、__end_rodata等等。

 

在日常的调试中，可能会在某些情况下踩到内核重要的数据，比如代码段或者rodata之类。

这种情况下，需要确认这些数据是否异常。

所谓的异常就是从DDR中读出的数据能否和vmlinux对上。

1. 准备vmlinux数据

原始的vmlinux文件，需要strip：

$(CROSS_COMPILE_PREFIX)strip vmlinux -o vmlinux_stripped

然后去掉vmlinux的0x1000头部，即一个页面。

dd if=vmlinux_stripped of=vmlinux_stripped_noheader bs=4096 skip=1

最终得到的文件vmlinux_stripped_noheader就是加载到内核中运行的可执行文件。

2. 从DDR中导出数据

连接上JTAG，然后通过dump memory将DDR中数据导出。

dump memory kernel.bin 0x80000000 0x809c7200

 其中0x80000000是内核执行的起始地址，0x809c7200可以从System.map中获取，也即_end值。

3. 对比数据

3.1 确定各段数据起始和结束地址

从下图可以看出，在内核启动之后不变的数据部分是代码段(_text <--> _etext)和只读数据段(__start_rodata <--> __end_data)。

在System.map中找到如下几个关键地址：

...
80049000 T _text
...
806af4e8 T _etext
...
806b0000 R __start_rodata
...
80909000 R __end_rodata
...

在从_text到__end_rodata中间的数据，在整个运行期间是不会改变的。

获取上述符号对应地址的快捷方式：

grep -E " _text|_etext|__start_rodata|__end_rodata|__start_data_ro_after_init|__end_data_ro_after_init" System.map

但是存在一个特殊的RO_AFTER_INIT_DATA段，这部分数据在init初始化之后就不会改变。但是仍然和vmlinux是不一样的。

#ifndef RO_AFTER_INIT_DATA
#define RO_AFTER_INIT_DATA                        \
    __start_data_ro_after_init = .;                    \
    *(.data..ro_after_init)                        \
    __end_data_ro_after_init = .;
#endif

得到的结果是：

8026f000 T _text----------------------------------------------dump起始地址
80629a20 T _etext---------------------------------------------text结束地址
8062a000 R __start_rodata-------------------------------------rodata起始地址
8077eac8 R __start_data_ro_after_init-------------------------init过程中可能改变区域起始地址
8077eb40 R __end_data_ro_after_init---------------------------init过程中可能改变区域结束地址。
807a6000 R __end_rodata---------------------------------------dump结束地址

3.2 从运行设备导出text和rodata段地址

从DDR中导出_text到__end_rodata之间的数据：

dump memory kernel.bin 0x8026f000 0x807a6000

3.3 从vmlinux导出源数据(text和rodata)

从stripped之后的vmlinux中截取_text到__end_rodata之间的数据：

dd if=vmlinux_stripped of=vmlinux_stripped_text_and_rodata bs=4096 skip=624 count=1335

由于vmlinux还包含一个页面的头，之后才是加载到0x80000000地址的内容，所以需要从vmlinux多strip一个页面。所以dd skip数量为：

(_text - 0x8000000)/0x1000 + 1 = (0x8026f000 - 0x80000000)/0x1000 + 1 =  0x26f + 1= 623 + 1 = 624个页面，所以共需要strip掉624个页面。

(__end_rodata - _text)/PAGE_SIZE = (0x807a6000-0x8026f00)/0x1000 = 0x537000/0x1000 = 0x537 = 1335，所以一共需要截取1335个页面。

4. 实际比较

在BeyondCompare中进行二进制比较，找出异常点。

根据BeyondCompare结果，可以看出有那几处异常，异常起始地址和结束地址是多少。

根据BeyondComapre异常点的位置，可以倒推出vmlinux中位置，进而找到对应的符号表。

 

 上面函数resume_userspace()异常点，也和实际现场的PC指向一致。那么问题就定位为DDR数据异常。