Ubuntu 21.10 安装调试符号

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1. 背景

Linux 内核中的调试符号包含源代码级别的信息,如函数名称、函数调用约定、以及源代码行号到指令的映射。这些信息在调试或剖析内核的时候非常有用。在本文中,我将展示如何在 Ubuntu 上获得任何内核的调试符号。

通常来说,有 2 种方法可以使用调试符号:

  1. 使用源码构建带有调试符号的内核源代码,通常适用于自己修改源码编译的场景,构建内核的过程依据编译选项,一般会耗费比较长的时间;

  2. 使用现成包含编译好的调试符号包进行安装;

这里主要讨论安装调试符号包的方式,包括手动下载安装和第三方源安装的方式。

本地的环境为 Ubuntu 21.10 版本,代号为 impish,内核版本如下所示:

$ uname -a
Linux ubuntu21-10 5.13.0-20-generic #20-Ubuntu SMP Fri Oct 15 14:21:35 UTC 2021 x86_64 x86_64 x86_64 GNU/Linux

2. 手动搜索下载安装

首先我们可以从 Ubuntu 官方网址 中进行调试符号安装包,其中 impish 为 Ubuntu 21.10 的代号。搜索的时候可以使用 "linux-image-unsigned-`uname -r`-dbgsym" 作为关键词,uname -r 为本地安装的内核版本,需要搜索前进行运行替换。

5.13.0-20-generic 版本可以直接下载 linux-image-unsigned-5.13.0-20-generic-dbgsym_5.13.0-20.20_amd64.ddeb

3. 使用第三方源安装

步骤 1:GPG 秘钥导入

请确保已经导入系统的 GPG 密钥。对于 Ubuntu 16.04 及以上版本:

$ sudo apt-key adv --keyserver keyserver.ubuntu.com --recv-keys C8CAB6595FDFF622

其他旧的版本命令如下:

$ sudo apt-key adv --keyserver keyserver.ubuntu.com --recv-keys ECDCAD72428D7C01

步骤 2:添加仓库配置

$ codename=$(lsb_release -c | awk '{print $2}')
sudo tee /etc/apt/sources.list.d/ddebs.list << EOF
deb http://ddebs.ubuntu.com/ ${codename} main restricted universe multiverse
deb http://ddebs.ubuntu.com/ ${codename}-security main restricted universe multiverse
deb http://ddebs.ubuntu.com/ ${codename}-updates main restricted universe multiverse
deb http://ddebs.ubuntu.com/ ${codename}-proposed main restricted universe multiverse
EOF

步骤 3:更新安装包

$ sudo apt-get update

步骤 4:安装调试符号包

$ sudo apt-get install linux-image-$(uname -r)-dbgsym

步骤 5: 验证符号包已经成功安装

包含调试信息的文件被称为 vmlinux-XXX-debug,其中 XXX 是内核版本。安装完成后该文件存储在 /usr/lib/debug/boot 下。

ubuntu21-10:/usr/lib/debug/boot$ ls -hl
total 773M
-rw-r--r-- 1 root root 773M Oct 15 21:53 vmlinux-5.13.0-20-generic

如果我们想查看 __x64_sys_mount 的汇编指令,则可以使用 gdb vmlinux-5.13.0-20-generic 进入到 gdb 调试工作区,使用 list/disassemble 等命令进行查看。

4. 源码安装及关联

为了将调试符号与源码关联查看,我们还需要安装源码,然后与安装的 dbgsym 进行关联。

$ sudo apt-cache search linux-source
linux-source - Linux kernel source with Ubuntu patches
linux-source-5.13.0 - Linux kernel source for version 5.13.0 with Ubuntu patches
$ sudo apt install linux-source-5.13.0
$ sudo cd /usr/src
$ sudo tar -jxvf linux-source-5.13.0.tar.bz2
$ sudo cd /usr/src/linux-source-5.13.0

5. 最终调测效果

# 需要 gdb 首先获取到 vmlinux-5.13.0-20-generic 的编译目录,使用 list *__x64_sys_mount
# 会提示对应的编译目录,如果我们在 /usr/src 目录已经安装了源码,建立快捷方式即可
$ mkdir -p /build/linux-lpF6wX/
$ ln -s /usr/src/linux-source-5.13.0 /build/linux-lpF6wX/linux-5.13.0
$ gdb /usr/lib/debug/boot/vmlinux-5.13.0-20-generic
(gdb) list *__x64_sys_mount
0xffffffff81352ce0 is in __x64_sys_mount (/build/linux-lpF6wX/linux-5.13.0/fs/namespace.c:3451).
warning: Source file is more recent than executable.
3446 /* ... and return the root of (sub)tree on it */
3447 return path.dentry;
3448 }
3449 EXPORT_SYMBOL(mount_subtree);
3450
3451 SYSCALL_DEFINE5(mount, char __user *, dev_name, char __user *, dir_name,
3452 char __user *, type, unsigned long, flags, void __user *, data)
3453 {
3454 int ret;
3455 char *kernel_type;
(gdb) disassemble *__x64_sys_mount
...
0xffffffff81352de3 <+259>: call 0xffffffff813524c0 <path_mount>
0xffffffff81352de8 <+264>: lea -0x40(%rbp),%rdi
0xffffffff81352dec <+268>: movslq %eax,%r12
0xffffffff81352def <+271>: call 0xffffffff813321b0 <path_put>
...

通过在 gdb 工作窗口中 list *__x64_sys_mount 我们就可以看到源码相关的定义,一切准备完成,可以愉快地进行相关工作调试了。

参考

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