Kprobes是一种运行时动态调试内核的机制, 你可以用它设置断点并收集调试信息, 甚至改变内核行为.

Kprobes分三种, 普通kprobes以及基于普通kprobes的jprobes和kretprobes. kprobes可以注入某个地址, jprobes用来注入某个函数入口, 而kretprobes则用来注入某个函数返回.

实现原理

Kprobes的实现主要利用了处理器的异常和单步执行特性. 以普通kprobes举例, 注册时它会复制一份被注入的指令, 并加入断点(例如x86的int 3), 当CPU执行到被注入的指令时就会陷入到Kprobes中, 此时Kprobes先运行钩子函数”pre_handler”, 然后单步执行被复制的指令, 并且由于是单步执行模式, 指令执行完毕后会再次触发异常而陷入到Kprobes中, 此时Kprobes会运行钩子函数”post_handler”并最终返回.

使用方法

通常情况下, Kprobes以内核模块的形式工作, 模块的init函数用来注册Kprobes, exit函数相应得用来注销, pre_handler和post_handler分别在单步执行被复制的指令前后运行, fault_handler则在单步执行发生异常时运行.

Kprobes模块写起来很简单, 下面是一个内核源码中的例子, 演示如何在每次do_fork()的时候打印选定寄存器中的内容.

 #include <linux/kernel.h>
#include <linux/module.h>
#include <linux/kprobes.h> /* For each probe you need to allocate a kprobe structure */
static struct kprobe kp = {
.symbol_name = "do_fork",
}; /* kprobe pre_handler: called just before the probed instruction is executed */
static int handler_pre(struct kprobe *p, struct pt_regs *regs)
{
printk(KERN_INFO "pre_handler: p->addr = 0x%p, ip = %lx,"
" flags = 0x%lx\n",
p->addr, regs->ip, regs->flags); /* A dump_stack() here will give a stack backtrace */
return ;
} /* kprobe post_handler: called after the probed instruction is executed */
static void handler_post(struct kprobe *p, struct pt_regs *regs,
unsigned long flags)
{
printk(KERN_INFO "post_handler: p->addr = 0x%p, flags = 0x%lx\n",
p->addr, regs->flags);
} /*
* fault_handler: this is called if an exception is generated for any
* instruction within the pre- or post-handler, or when Kprobes
* single-steps the probed instruction.
*/
static int handler_fault(struct kprobe *p, struct pt_regs *regs, int trapnr)
{
printk(KERN_INFO "fault_handler: p->addr = 0x%p, trap #%dn",
p->addr, trapnr);
/* Return 0 because we don't handle the fault. */
return ;
} static int __init kprobe_init(void)
{
int ret;
kp.pre_handler = handler_pre;
kp.post_handler = handler_post;
kp.fault_handler = handler_fault; ret = register_kprobe(&kp);
if (ret < ) {
printk(KERN_INFO "register_kprobe failed, returned %d\n", ret);
return ret;
}
printk(KERN_INFO "Planted kprobe at %p\n", kp.addr);
return ;
} static void __exit kprobe_exit(void)
{
unregister_kprobe(&kp);
printk(KERN_INFO "kprobe at %p unregistered\n", kp.addr);
} module_init(kprobe_init)
module_exit(kprobe_exit)
MODULE_LICENSE("GPL");

这只是一个简单的打印示例, Kprobes还可以修改被注入函数的上下文, 如内核数据结构和寄存器, 并且都是在运行时动态修改, 多么美好!

ref:

1, https://lwn.net/Articles/132196/
2, https://www.kernel.org/doc/Documentation/kprobes.txt
3, http://www.ibm.com/developerworks/library/l-kprobes/index.html

[fw]用Kprobes调试(debug)内核的更多相关文章

  1. 【转】TI-Davinci开发系列之六CCS5.2调试Linux内核

    上转博文<TI-Davinci开发系列之五CCS5.2使用gdbserver远程调试应用程序> 使用CCS5.2远程调试内核时,只需导入Linux内核源码,而不需要编译内核,也就不会用到交 ...

  2. 在qemu环境中用gdb调试Linux内核

    简介 对用户态进程,利用gdb调试代码是很方便的手段.而对于内核态的问题,可以利用crash等工具基于coredump文件进行调试.其实我们也可以利用一些手段对Linux内核代码进行gdb调试,qem ...

  3. 使用 ftrace 调试 Linux 内核【转】

    转自:http://blog.csdn.net/adaptiver/article/details/7930646 使用 ftrace 调试 Linux 内核,第 1 部分 http://blog.c ...

  4. 手把手教你使用eclipse+qemu+gdb来单步调试ARM内核【学习笔记】

    平台信息:linux4.0 平台:qemu 作者:庄泽彬 说明:笨叔叔的Linux视频的笔记 一.编译linux源码 export CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabi- e ...

  5. 用qemu+gdb tcp server+CDT调试linux内核启动-起步

    用qemu+gdb tcp server+CDT调试linux内核启动-起步 说明: 环境信息与 用virtualbox+模拟串口+CDT调试linux内核 TCP IP协议栈-起步 提到的一样,并且 ...

  6. 用 kGDB 调试 Linux 内核

    简介 这个文档记录了用kGDB调试Linux内核的全过程,都是在前人工作基础上的一些总结.以下操作都是基于特定板子来进行,但是大部分都能应用于其他平台. 要使用KGDB来调试内核,首先需要修改conf ...

  7. 学习构建调试Linux内核网络代码的环境MenuOS系统

    构建调试Linux内核网络代码的环境MenuOS系统 一.前言 这是网络程序设计的第三次实验,主要是学习自己编译linux内核,构建一个具有简易功能的操作系统,同时在系统上面进行调试linux内核网络 ...

  8. 使用QEMU调试Linux内核代码

    http://blog.chinaunix.net/uid-20729583-id-1884617.html http://www.linuxidc.com/Linux/2014-08/105510. ...

  9. Gdb远程调试Linux内核遇到的Bug

    知识共享许可协议本作品采用知识共享署名 4.0 国际许可协议进行许可.转载保留声明头部与原文链接https://luzeshu.com/blog/gdb-bug 本博客同步在http://www.cn ...

随机推荐

  1. combox系列问题集

    visual studio崩溃 你是不是经常会遇到一编辑combox,visual studio就会立马崩溃.一直都无法理解是什么原因,然后后来发现居然是因为有道的截屏翻译,关掉截屏翻译就好了. co ...

  2. 获取input输入值

  3. 纯css实现星级评分效果

    效果 效果图如下,纯css实现超酷炫的星级评分动画效果 ​ 实现思路 5个类型为radio的input,label标签修改样式背景图为星星 label标签给每个星星鼠标停留时加注名字 点击星星有放大旋 ...

  4. systemd:在service文件中给Exec传入多个参数

    原问题是这样的: 答案是这样的: 此外在使用prometheus监控mongodb时需要安装prometheus-mongodb-exporter,过程中也发现这种用法: 看看service单元文件是 ...

  5. Java并发(具体实例)—— 构建高效且可伸缩的结果缓存

    这个例子来自<Java并发编程实战>第五章.本文将开发一个高效且可伸缩的缓存,文章首先从最简单的HashMap开始构建,然后分析它的并发缺陷,并一步一步修复. hashMap版本     ...

  6. java类使用

    package java04; /* * 通常情况下,一个类不能直接使用,需要创建一个对象,才能使用 * *步骤: * 1.导包:就是指出需要使用的类在什么位置 * import 包名称.类名称: * ...

  7. mongodb 索引分类

    一. 普通索引篇 1.创建索引 创建索引:db.person.ensureIndex({"age":1}).这里我们使用了ensureIndex在age上建立了索引.“1”:表示按 ...

  8. JavaScript实例之计算器

    代码实例: <!DOCTYPE html> <html lang="en"> <head> <meta charset="UTF ...

  9. canvas 转盘文字

    canvas.js window.onload=function() { var canvas=document.getElementById('canvas'); var ctx=canvas.ge ...

  10. 【leetcode】1018. Binary Prefix Divisible By 5

    题目如下: Given an array A of 0s and 1s, consider N_i: the i-th subarray from A[0] to A[i] interpreted a ...