Linux內核調試：指令追蹤大法簡析

1. 錯誤異常

epc : 0x802cb3bc

ra : 0x802cb3a8

2. 調試方法

2.1.反編譯vmlinux

mips-linux-gnu-objdump-d vmlinux>dump.s

2.2. 打開dump.s，找到你要找的epc值

802cb3b4:8e020004lwv0,4(s0)
802cb3b8:24420800addiuv0,v0,2048
802cb3bc:ac620000swv0,0(v1)#這里是異常
802cb3c0:0000000fsync
802cb3c4:8e050588lwa1,1416(s0)
802cb3c8:3c04804dluia0,0x804d

.3. 向上找找這行指令在哪個函數？

802cb298 :
802cb298:    27bdffe0    addiu  sp,sp,-32
802cb29c:    afb10018    sw   s1,24(sp)
802cb2a0:    afb00014    sw   s0,20(sp)
802cb2a4:    afbf001c    sw   ra,28(sp)

2.4.找到它在哪個文件

此接口位于：drivers/usb/dwc2/gadget.c

2.5. touch一下這個c文件

touch drivers/usb/dwc2/gadget.c

這步是為了摸一下它，好讓此文件在不改動的情況下重新編譯一次，這樣做的目的是，獲取詳細反匯編信息。

2.6. make V=1，取此文件的編譯命令

make uImage V=1-j16>aaa.txt

打開 aaa,txt

2.7.單獨編譯此文件

在命令行粘貼此命令（一個字符都不能少），后面加上（空格）--save-temps -g，回車，發現當前路徑下多了倆文件：gadget.i gadget.s。前者是預編譯文件，后者也是我們需要的——匯編文件

2.8.打開.s文件找到之前要找的的點

根據之前定位的函數：dwc2_hsotg_core_init_disconnected

dwc2_hsotg_core_init_disconnected:
.frame$sp,32,$31#vars=0,regs=3/0,args=16,gp=0
.mask0x80030000,-4
.fmask0x00000000,0
$LVL835=.
addiu$sp,$sp,-32
.cfi_def_cfa_offset32
sw$17,24($sp)
sw$16,20($sp)
sw$31,28($sp)
.cfi_offset17,-8
.cfi_offset16,-12
.cfi_offset31,-4
.loc133370
move$17,$5
.loc133420
lw$5,1348($4)

對比內核 dump.s

802cb298:
802cb298:27bdffe0addiusp,sp,-32
802cb29c:afb10018sws1,24(sp)

#是否發現這兩處的指令是對應的？這時當然的。之后就可以尋找**0x802cb3bc**這個點在gadget.s中的位置，切記，前后一定要嚴格對應，要不就找錯了，如，在dump.s中，這點在這：

...
802cb398:8e050588lwa1,1416(s0)
802cb39c:3c04804dluia0,0x804d
802cb3a0:0c02958bjal800a562c
802cb3a4:2484f41caddiua0,a0,-3044
802cb3a8:8e020588lwv0,1416(s0)
802cb3ac:10400009beqzv0,802cb3d4
802cb3b0:3c030080luiv1,0x80
802cb3b4:8e020004lwv0,4(s0)
802cb3b8:24420800addiuv0,v0,2048
802cb3bc:ac620000swv0,0(v1)//真正的異常
802cb3c0:0000000fsync
802cb3c4:8e050588lwa1,1416(s0)
802cb3c8:3c04804dluia0,0x804d
802cb3cc:0c02958bjal800a562c

對應gadget.s 異常如下：

#NO_APP
$LBE2718=.
.loc133940
lw$5,1416($16)
lui$4,%hi($LC40)
.setnoreorder
.setnomacro
jal printk
addiu$4,$4,%lo($LC40)
.setmacro
.setreorder

$LVL843=.
.loc133950
lw$2,1416($16)
.setnoreorder
.setnomacro
beq$2,$0,$L982
li$3,8388608#0x800000
.setmacro
.setreorder

.loc133960
lw$2,4($16)
addiu$2,$2,2048
$LBB2722=.
$LBB2723=.
$LBB2724=.
$LBB2725=.
.loc24290
sw$2,0($3)//epc 0x0x802cb3bc異常

快速找到它的秘訣是，看到 sw v0,0(v1)，就搜sw3)，然后再看看上下指令是否對應。找到這處，做個標記。

寄存器輔助記憶：

2.9. 找到c文件中的對應地方

$LBB2722=.
$LBB2723=.
$LBB2724=.
$LBB2725=.
.loc24290
sw$2,0($3)//epc 0x0x802cb3bc異常
$L1008:
$LBE2725=.
$LBE2724=.
$LBE2723=.
$LBE2722=.
$LBB2726=.
$LBB2727=.
.loc3790

注意他前面的.loc 2 429 0，這就是他的藏身所在。

.loc 1 意思是第一個文件，可以從gadget.s中搜索file 1，如：

.file 2"./arch/mips/include/asm/io.h"

429：行號 這就是它在的文件。打開它，找到 429

結合下文的.loc 3 79 0。

.file 3"drivers/usb/dwc2/core.h"

79: 行號 最終位置：

dwc2_hsotg_core_init_disconnected//drivers/usb/dwc2/gadget.c
dwc2_writel(hsotg->regs+DCFG,DCFG_DESCDMA_EN);
__raw_writel(value,addr);//drivers/usb/dwc2/core.h+79

可以看作最后出錯的指令sw v0,0(v1)， 結合代碼大致定位到操作DCFG 寄存器出錯。

對于硬件寄存器，盡量按位操作，也就是只操作特定比特位，否則會引入未知風險

3. 總結

保存錯誤現場（epc/ra地址）

反匯編內核：objdump -d vmlinux > dump.s

根據dump.s 找到指定 epc 值

根據epc 值 確定發生異常的函數

根據函數名確定發生異常的文件

重新編譯發生異常的文件，得到詳細匯編和預處理信息（--save-temps -g）

根據epc 確定異常位置。

根據異常位置，定位文件名及行號。一般經過這幾步就可以精確定位錯誤發生地方了。

對于發生異常的函數名定位，有的時候根據經驗可以直接通過內核trace dump 信息找到?；蛘吒鶕pc 直接在 system.map 也可以定位。

對于內核反匯編和重新編譯異常文件，依賴于讀者對匯編指令的理解。特別是對比 dump.s 和 gadget.s ，如果快速定位和找對很關鍵。

審核編輯：劉清