So überprüfen Sie, ob die Kernel-Debugging-Funktion in Linux aktiviert ist

Einführung

In diesem Lab lernen Sie, wie Sie prüfen können, ob die Kernel-Debugging-Funktion in Linux aktiviert ist. Dies umfasst die Untersuchung der Kernel-Konfiguration, die Überprüfung von Debug-Informationen und die Inspektion des debugfs.

Zunächst verwenden Sie zcat /proc/config.gz, um die Kernel-Konfigurationsdatei zu untersuchen und mithilfe von grep nach bestimmten Optionen wie CONFIG_LOCALVERSION zu suchen. Anschließend überprüfen Sie die Debug-Informationen mit dmesg. Schließlich inspizieren Sie das debugfs-Dateisystem, das sich unter /sys/kernel/debug befindet. Diese Schritte geben Ihnen ein umfassendes Verständnis davon, wie Sie feststellen können, ob die Kernel-Debugging-Funktion auf Ihrem Linux-System aktiviert ist.

Skills Graph

Überprüfen der Kernel-Konfiguration mit zcat /proc/config.gz

In diesem Schritt werden wir untersuchen, wie Sie die Linux-Kernel-Konfiguration über die Befehlszeile überprüfen können. Die Kernel-Konfiguration bestimmt, welche Funktionen in den Kernel integriert sind und wie er sich verhält.

Die Kernel-Konfiguration ist in einer Datei namens /proc/config.gz gespeichert. Diese Datei ist eine komprimierte Version der Kernel-Konfiguration. Um den Inhalt dieser Datei anzuzeigen, verwenden wir den Befehl zcat.

zcat ist ein Befehlszeilen-Programm, das es Ihnen ermöglicht, den Inhalt einer komprimierten Datei anzuzeigen, ohne sie tatsächlich zu dekomprimieren. Dies ist besonders nützlich für das Anzeigen großer komprimierter Dateien, da es Ihnen die Zeit und den Speicherplatz erspart, die zur Dekomprimierung der gesamten Datei erforderlich wären.

Um die Kernel-Konfiguration zu überprüfen, öffnen Sie Ihr Terminal und geben Sie den folgenden Befehl ein:

zcat /proc/config.gz

Dieser Befehl gibt die Kernel-Konfiguration in Ihrem Terminal aus. Da die Ausgabe recht lang ist, kann sie schnell vorbeischrollen. Um die Ausgabe Seite für Seite anzuzeigen, können Sie die Ausgabe an den Befehl less weiterleiten:

zcat /proc/config.gz | less

Jetzt können Sie mit den Pfeiltasten durch die Konfiguration scrollen. Drücken Sie q, um less zu beenden.

Die Kernel-Konfigurationsdatei besteht aus einer Reihe von Zeilen, die jeweils eine bestimmte Konfigurationsoption definieren. Diese Optionen steuern verschiedene Aspekte des Kernels, wie z. B. welche Hardwaretreiber enthalten sind, welche Netzwerkprotokolle unterstützt werden und welche Sicherheitsfunktionen aktiviert sind.

Lassen Sie uns nach einer bestimmten Konfigurationsoption suchen. Beispielsweise überprüfen wir, ob die Option CONFIG_LOCALVERSION gesetzt ist. Diese Option gibt eine benutzerdefinierte Versionszeichenfolge für den Kernel an.

Um nach dieser Option zu suchen, können wir den Befehl grep verwenden. grep ist ein leistungsstarkes Befehlszeilen-Programm, das es Ihnen ermöglicht, nach bestimmten Mustern in Textdateien zu suchen.

Geben Sie den folgenden Befehl in Ihrem Terminal ein:

zcat /proc/config.gz | grep CONFIG_LOCALVERSION

Wenn die Option CONFIG_LOCALVERSION gesetzt ist, sehen Sie eine Zeile ähnlich der folgenden:

CONFIG_LOCALVERSION="-labex"

Der genaue Wert von CONFIG_LOCALVERSION kann je nach Kernel-Konfiguration variieren. Wenn die Option nicht gesetzt ist, gibt grep nichts aus.

Sie können auch nach anderen Konfigurationsoptionen suchen. Beispielsweise können Sie überprüfen, ob die Option CONFIG_DEBUG_INFO aktiviert ist. Diese Option ermöglicht die Generierung von Debug-Informationen, die für die Fehlerbehebung von Kernel-Problemen nützlich sein können.

zcat /proc/config.gz | grep CONFIG_DEBUG_INFO

Eine typische Ausgabe wäre:

CONFIG_DEBUG_INFO=y

Dies zeigt an, dass die Debug-Informationen in der Kernel-Konfiguration aktiviert sind.

Durch die Untersuchung der Kernel-Konfiguration können Sie wertvolle Einblicke in die Konfiguration Ihres Systems und die aktivierten Funktionen erhalten. Diese Informationen können für die Fehlerbehebung, die Leistungsoberprüfung und die Anpassung Ihres Systems an Ihre spezifischen Anforderungen nützlich sein.

Überprüfen von Debug-Informationen in dmesg

In diesem Schritt lernen wir, wie man die Anwesenheit von Debug-Informationen im Nachrichtenpuffer des Kernels überprüft, auf den man mit dem Befehl dmesg zugreifen kann. dmesg ist ein Befehlszeilen-Programm, das den Nachrichtenpuffer des Kernels anzeigt. Dieser Puffer enthält verschiedene Nachrichten, die vom Kernel generiert werden, darunter Debug-Informationen, Nachrichten zur Hardwareinitialisierung und Fehlermeldungen.

Zunächst verstehen wir, was Debug-Informationen sind und warum sie wichtig sind. Debug-Informationen sind zusätzliche Daten, die in einem Programm oder Kernel enthalten sind und Entwicklern helfen, Probleme zu diagnostizieren und zu beheben. Dazu gehören beispielsweise Funktionsnamen, Variablennamen und Zeilennummern, die es einfacher machen, die Ausführung des Codes zu verfolgen und die Quelle von Fehlern zu identifizieren.

Um den Nachrichtenpuffer des Kernels anzuzeigen, öffnen Sie Ihr Terminal und geben Sie den folgenden Befehl ein:

dmesg

Dieser Befehl gibt den Inhalt des Nachrichtenpuffers des Kernels in Ihrem Terminal aus. Die Ausgabe kann recht lang sein, daher ist es oft hilfreich, sie an einen Pager wie less weiterzuleiten:

dmesg | less

Jetzt können Sie mit den Pfeiltasten durch die Nachrichten scrollen. Drücken Sie q, um less zu beenden.

Um die Anwesenheit von Debug-Informationen zu überprüfen, suchen wir nach bestimmten Schlüsselwörtern oder Mustern in der dmesg-Ausgabe. Wenn beispielsweise der Kernel mit aktiviertem Debugging kompiliert wurde, könnten Sie Nachrichten sehen, die Funktionsnamen oder Zeilennummern enthalten.

Suchen wir nach dem Schlüsselwort debug in der dmesg-Ausgabe. Geben Sie den folgenden Befehl in Ihrem Terminal ein:

dmesg | grep debug

Dieser Befehl zeigt alle Zeilen in der dmesg-Ausgabe an, die das Wort debug enthalten. Wenn das Debugging aktiviert ist, könnten Sie Nachrichten wie diese sehen:

[    0.000000] Kernel command line: BOOT_IMAGE=/boot/vmlinuz-5.15.0-76-generic root=UUID=... ro debug
[    1.234567] ACPI: Added _OSI(Module Device)

Das Vorhandensein solcher Nachrichten zeigt an, dass ein gewisses Maß an Debugging im Kernel aktiviert ist.

Eine andere Möglichkeit, nach Debug-Informationen zu suchen, ist, nach Nachrichten zu suchen, die sich auf bestimmte Kernelmodule oder Treiber beziehen. Wenn Sie beispielsweise an der Fehlersuche eines bestimmten Netzwerktreibers interessiert sind, können Sie nach Nachrichten suchen, die sich auf diesen Treiber beziehen.

Nehmen wir an, Sie möchten nach Debug-Nachrichten suchen, die sich auf die Netzwerkschnittstelle eth0 beziehen. Sie können den folgenden Befehl verwenden:

dmesg | grep eth0

Dieser Befehl zeigt alle Zeilen in der dmesg-Ausgabe an, die die Zeichenkette eth0 enthalten. Wenn der Netzwerktreiber Debug-Nachrichten generiert, könnten Sie eine Ausgabe wie diese sehen:

[    2.345678] eth0: link up, speed 100 Mbps, full duplex
[    3.456789] eth0: received packet with invalid checksum

Diese Nachrichten können wertvolle Informationen über das Verhalten des Netzwerktreibers liefern und Ihnen helfen, eventuelle Probleme zu beheben.

Durch die Untersuchung der dmesg-Ausgabe und das Suchen nach bestimmten Schlüsselwörtern oder Mustern können Sie die Anwesenheit von Debug-Informationen überprüfen und Einblicke in das innere Funktionieren des Kernels und seiner Module gewinnen.

Untersuchen von debugfs in /sys/kernel/debug

In diesem Schritt werden wir das debugfs-Dateisystem erkunden, das ein leistungsstarkes Werkzeug für Kernel-Entwickler und Systemadministratoren zur Fehlersuche und Überwachung des Linux-Kernels ist. Debugfs bietet eine Möglichkeit, auf interne Kernel-Datenstrukturen zuzugreifen und bestimmte Kernel-Verhaltensweisen zu steuern.

Debugfs wird normalerweise unter /sys/kernel/debug eingebunden. Navigieren wir in Ihrem Terminal in dieses Verzeichnis.

cd /sys/kernel/debug

Jetzt listen wir den Inhalt dieses Verzeichnisses mit dem Befehl ls auf:

ls

Sie werden eine Vielzahl von Dateien und Verzeichnissen sehen. Diese repräsentieren verschiedene Kernel-Subsysteme und -Funktionen. Der genaue Inhalt dieses Verzeichnisses kann je nach Ihrer Kernel-Version und -Konfiguration variieren.

Viele der Dateien in debugfs sind schreibgeschützt und liefern Informationen über den internen Zustand des Kernels. Einige Dateien sind beschreibbar und ermöglichen es Ihnen, Kernel-Parameter zu ändern oder bestimmte Aktionen auszulösen.

Wichtig: Seien Sie sehr vorsichtig, wenn Sie in Dateien in debugfs schreiben. Falsche Änderungen an diesen Dateien können zu Systeminstabilität oder sogar Abstürzen führen. Es wird im Allgemeinen empfohlen, nur Dateien in debugfs zu ändern, wenn Sie genau wissen, was Sie tun.

Lassen Sie uns ein bestimmtes Verzeichnis innerhalb von debugfs erkunden. Ein häufiges Verzeichnis, das zu untersuchen ist, ist tracing. Dieses Verzeichnis enthält Dateien, die sich auf die Tracing-Infrastruktur des Kernels beziehen, die es Ihnen ermöglicht, die Ausführung von Kernel-Code zu überwachen und Leistungsschneckenecken zu identifizieren.

Navigieren Sie in das tracing-Verzeichnis:

cd tracing

Listen Sie den Inhalt des tracing-Verzeichnisses auf:

ls

Sie werden Dateien wie trace, events, options usw. sehen. Die Datei trace enthält die eigentlichen Tracing-Daten. Sie können den Inhalt dieser Datei mit dem Befehl cat anzeigen:

cat trace

Die Ausgabe wird ein Strom von Tracing-Ereignissen sein, die die Ausführung verschiedener Kernel-Funktionen zeigen. Diese Daten können nützlich sein, um zu verstehen, wie der Kernel sich verhält und Leistungsprobleme zu identifizieren.

Das Verzeichnis events enthält Informationen über die verfügbaren Tracing-Ereignisse. Sie können dieses Verzeichnis erkunden, um zu sehen, welche Ereignisse für das Tracing verfügbar sind.

ls events

Sie werden eine Liste von Verzeichnissen sehen, von denen jedes eine andere Ereigniskategorie repräsentiert. Beispielsweise enthält das Verzeichnis sched Ereignisse, die sich auf den Scheduler des Kernels beziehen.

Sie können diese Verzeichnisse erkunden, um die spezifischen Ereignisse zu sehen, die verfügbar sind. Beispielsweise, um die Ereignisse im sched-Verzeichnis zu sehen:

ls events/sched

Sie werden Dateien wie sched_switch, sched_wakeup usw. sehen. Diese repräsentieren spezifische Scheduling-Ereignisse, die Sie verfolgen können.

Durch die Erkundung des debugfs-Dateisystems können Sie wertvolle Einblicke in das innere Funktionieren des Linux-Kernels gewinnen und diese Informationen nutzen, um Ihr System zu debuggen und zu überwachen. Denken Sie daran, vorsichtig zu sein, wenn Sie Dateien in debugfs ändern, da falsche Änderungen zu Systeminstabilität führen können.

Schließlich kehren Sie in Ihr Home-Verzeichnis zurück:

cd ~/project

Zusammenfassung

In diesem Lab haben wir untersucht, wie man die Linux-Kernel-Konfiguration über die Befehlszeile prüft. Wir haben gelernt, dass die Kernel-Konfiguration in einer komprimierten Datei /proc/config.gz gespeichert ist, die mit dem Befehl zcat angezeigt werden kann. Das Weiterleiten der Ausgabe von zcat an less ermöglicht eine einfachere Navigation durch die Konfiguration.

Darüber hinaus haben wir den grep-Befehl verwendet, um nach bestimmten Konfigurationsoptionen in der Kernel-Konfigurationsdatei zu suchen, wie beispielsweise CONFIG_LOCALVERSION, um festzustellen, ob ein bestimmtes Feature oder eine bestimmte Einstellung im Kernel aktiviert ist.