KGDB && Build Ubuntu kernel

关于KGDB：GDB是GUN的调试器，用来调试普通程序。KGDB是用来调试操作系统内核的。当我还在念小学的时候，Linus严辞拒绝KGDB进入主线内核的，理由是：真正懂内核的人不需要工具来调试，人脑就能调代码[1]。可是到了2.6.26时代，却已经欣然接受KGDB，很想知道是谁说服了那个顽固的天才。

下面开始在Ubuntu 10.04下快乐的使用KGDB。

为什么是Ubuntu 10.04？我用过的发行版不多，也就Ubuntu、Archlinux、Redhat、Centos、Fedora、LFS。Ubuntu并不是最好用的，很多地方都不符合我的习惯，但是，因为手边正好有一张Ubuntu的推广光盘，这张质量上乘的推广光盘使我把附近能用的机器都装上了Ubuntu。光盘安装的便利性是各种硬盘安装、网络安装、U盘安装等繁琐手段无法比拟的。于是乎，我被Ubuntu俘虏了。

真要我说Ubuntu最吸引我的地方，大概就是它那个默认的红色配色了，看着很舒服。字体也刚刚好。

Ubuntu 不太适合搞KGDB，因为在Ubuntu上换内核特别麻烦。注意，是特别麻烦。

10.04的内核默认已经打开了KGDB选项，但是因为发行版不提供原始的vmlinux文件，因此需要重做一个（反正已经重编了内核，顺手就换下内核，好处是可以完美match 符号表，自己动手编的vmlinux文件和官方的核不能100%契合）。

官方的wiki上提供了两种编译内核的方式，一种是编Ubuntu kernel，一种是编主线kernel。

图省事我编的是Ubuntu kernel。

首先拿到内核源码，推荐使用git方式。

Git路径如下：

quantal	git://kernel.ubuntu.com/ubuntu/ubuntu-quantal.git
precise	git://kernel.ubuntu.com/ubuntu/ubuntu-precise.git
oneiric	git://kernel.ubuntu.com/ubuntu/ubuntu-oneiric.git
natty	git://kernel.ubuntu.com/ubuntu/ubuntu-natty.git
lucid	git://kernel.ubuntu.com/ubuntu/ubuntu-lucid.git
hardy	git://kernel.ubuntu.com/ubuntu/ubuntu-hardy.git

10.04 是lucid，所以执行

$git clone git://kernel.ubuntu.com/ubuntu/ubuntu-lucid.git

然后切换至对应的tag上。查看版本

$uname -a

Linux hacklu-desktop 2.6.32-21-generic #32-Ubuntu SMP

所以对应的tag是Ubuntu-2.6.32-21.32。

$git checkout -b my_kernel Ubuntu-2.6.32-21.32

编译选项最好在发行版的基础上修改

$cp /boot/config-2.6.32-21-generic .config

$make oldconfig

在这基础上修改自定义的配置（调试内核，需要把CONFIG_DEBUG_RODATA关闭，代码段的只读属性不去掉，KGDB无法下断点。因为断点是通过把欲断处指令改成INT3来实现）

$make menuconfig

$make-kpkg clean # only needed if you want to do a "clean" build

$cp Ubuntu-kernel-src/debian/control-scripts/{postinst,postrm,preinst,prerm} ~/kernel-package/pkg/image/

$ cp Ubuntu-kernel-src /debian/control-scripts/headers-postinst ~/kernel-package/pkg/headers/

$CONCURRENCY_LEVEL=2 fakeroot make-kpkg --initrd --append-to-version=-hacklu.v1 --overlay-dir=~/kernel-package/ kernel_image kernel_headers

解释下, CONCURRENCY_LEVEL=2 相当于平时的make -j2 编译速度加快。

fakeroot 是make-kpkg以为你是root

--append-to-version=-hacklu.v1 后面的字符串会自动加在编译好的内核版本后面

--overlay-dir=~/kernel-package/ make-kpkg 命令需要这个选项指定定制脚本路径,如果没有这一项，编译出来的内核缺少initramfs。

Kernel_image 表示编译image.deb

Kernel_header表示编译header.deb

命令执行完毕会在当前目录的上一级生成两个deb包，分别安装即可

$sudo dpkg -i *.deb

Image.deb会根据控制脚本自动生成initramfs，并更新grub，重启即可切换至新编出的内核。

此刻KGDB 和vmlinux都已经准备好了。如果有串口线则可调试实体机器，不然就放在vmware中调试。

Vmware中安装好一台ubuntu10.04的系统做被调试机，然后add device—》serial port—》named pipe

如下，记得要勾上Yield CPU on poll。

如果调试机也是虚拟机，类似添加串口设备，server和client互换。

如果调试机是局域网内一台物理机器，则可以利用命名管道转网络工具[2]把虚拟机中的被调试机器的串口转发到局域网中去。

在被调试机器上执行如下指令

$sudo -s

#echo ttyS0 > /sys/module/kgdboc/parameters/kgdboc #指定通信串口号

#echo g > /proc/sysrq-trigger #挂起被调试机器，产生kgdb_breakpoint中断。此时调试端gdb可以连入

在调试机器上执行如下

$gdb vmlinux

$target remote /dev/ttyS0

之后就可以开心的使用GDB调试内核了。

Ps：最好使用Ubuntu自带的gdb来调试，10.04的内核跟7.2以上的GDB不合拍。

[1] Linus say: Without a debugger, you basically have
to go the next step: understand what the program does. Not just that
particular line. https://lkml.org/lkml/2000/9/6/65

[2] Named Pipe TCP Proxy Utility http://shvechkov.tripod.com/nptp.html

LFS && Raspberry && pin

最近干了这三件事。记录之。

LFS：Linux from scratch。

LFS是我的一个心结，很久之前就说要好好做一遍这个，却一直借口没有时间，其实真正做下来也就花了25个小时左右，两次机房血战就差不多能做一次了。

LFS的基本思想是借助一台已有的linux环境，从碎片开始安装linux。自己搭建工具链，自己编译内核，自己编译shell。所有的一切都是从源代码开始一点一点慢慢编译。

做LFS学到的东西比我预期少了点，init之后的启动流程还是云里雾里，估计这阶段是不会认真去读那堆启动脚本了，留个遗憾。

最大的收获就是工具链的制作原理以及常用命令都是来自哪个包。

GNU的工具链分为三个部分，binutil，Glibc，GCC。

GCC负责编译，把c语言代码编译成汇编语言。这期间会用到C库（glibc）。

Glibc主要包括C库，还有动态加载器（/lib/ld-linux.so.2），此动态加载器负责加载二进制文件到进程地址空间。

Binutil是二进制工具，处理二进制文件。包括ar，as（汇编器，把汇编文件翻译成二进制文件），ld（静态链接器），以及我最喜欢的反编译objdump。

这三者的关系如下：

Gcc编译过程需要链接Glibc。

Binutil编译过程需要链接Glibc。

Glibc是自包含的，编译过程不需要链接到Glibc，但是它需要工具链来编译自己,并受到工具链的影响，工具链是什么？工具链就是gcc+glibc+binutil(严格来讲编译glibc时不需要宿主的glibc，只要gcc和binutil就可以)。

基本上算是循环依赖= =！。

那么如何制作一个pure的工具链？LFS曾今的做法也是有缺陷的，后来被一名内核黑客提出了改进办法[1]。

现今的办法如下：

（注：gcc0表示第0代gcc，也就是宿主上原来的gcc程序，gcc1表示第一次编译出来的gcc。其他同）

gcc0 + glibc0 + binutil0 -> binutil1，gcc1 （一代gcc和binutil链接都是宿主上的glibc，所以受宿主的影响）

gcc1 + binutil1 -> glibc1 （一代glibc 只受一代gcc影响，开始隔离宿主）

gcc1 + glibc1 + binutil1 -> binutil2, gcc2 （二代工具链用的是新生成的glibc1）

gcc2,binutil2,glibc1 三者构成了临时编译环境。用这套工具链生成了一堆临时环境需要用到的各种工具，比如make，sed等等。

Gcc2 + binutil2 -> glibc2

Gcc2 + binutil2 + glibc2 -> gcc3 ,binutil3

Gcc3,binutil3,glibc2 三者构成了最终LFS的编译环境，LFS上最后运行的所有程序都是来自这三个家伙。

（吐槽一句，其实无论怎么折腾，这也是个鸡生蛋蛋生鸡的问题，只要在gcc0中做手脚，后面的gcc永远不会干净。在此向伟大的C语言之父Dennis Ritchie致敬。）

LFS意外收获：

cp abc{,.new} = cp abc abc.new
tar xf file.tar.** 不用指定压缩算法，tar自动探测，指定还容易指定错- -！
W命令看当前登录用户，lastb 看最后失败登录。

[1]http://www.linuxfromscratch.org/hints/downloads/files/OLD/pure_lfs.txt

《深入探索C++对象模型》读书笔记

从C语言发展而来的C++增加了类的概念以及其带来的面向对象编程思维。OO四大特性我认为最重要的是多态性，因为多态势必牵涉到继承，要继承必须先抽象和封装好基类。

而编译器为了支持多态，在程序员书写的源代码背后做了不少手脚。多态的核心在于延迟绑定，即执行的时候才知道该调用哪个函数（C++为了效率，编译时就已确定函数指针）。C++中为了实现延迟绑定，多了一层间接性，即引入了Virtual table和Virtual table pointer（分别简记为vtbl，vptr）。正是因为多了上述的vptr使得upcasting到基类的指针或者引用可以动态的调用子类的函数体。

C++的处事之道在于：如果不是必需的额外负担，一概以效率为先。因此只有涉及到virtual关键字（虚成员函数，虚继承）的类才会有vtbl。当然，也只有使用了virtual关键字才能享受OO多态带来的一系列好处。

Vtbl和vptr对程序员是不可见的，由编译器全权负责。在对象创建的时候（默认构造函数，拷贝构造函数），以及拷贝赋值的时候（copy-assignment operation）编译器必需生成适当的代码来正确设置vptr。

当程序员使用多态机制调用函数时，编译器必需用vptr来改写程序员的代码，使之通过vptr来间接调用“正确的”成员函数。当涉及多继承和虚继承时，还有复杂的this指针调整。

下面通过实例来看。

首先是未使用virtual关键字的普通类，此时的函数调用和C类似，直接绑定函数地址。此时编译器不会生成vtbl和vptr，所以没有任何多态特性。

class c_style

{

public:

int c;

void who_am_I ()

{

cout<<“c style \n”;

}

class cc_style:c_style

{

void who_am_I ( )

{

cout<<“cc style\n”;

}

int main()

{

c_style c,*pc;

cc_style cc;

pc=&cc;

c.who_am_I(); //c style

cc.who_am_I(); //cc style

pc->who_am_I(); //c style

}

使用virtual关键字，编译器会在后台生成vtbl并且为每个对象设置vptr。

class Animal

{

int name;

bool isAnimal()

{

return true;

}

virtual void sound()

{

Cout<<”\n”;

}

class Dog:public Animal

{

bool hasFur;

void sound()

{

Cout<<”dog dog dog\n”;

}

virtual Void eat()

{

Cout<<”eat meat and vegetable\n”;

}

class Wolf:public Dog

{

void sound()

{

Cout<<”wolf wolf wolf\n”;

}

void eat()

{

Cout<<”eat meat only\n”;

}

int main()

{

Animal animal,*pa;

Dog dog,*pdog;

Wolf wolf;

pa = &wolf;

pdog = &wolf;

pa->sound(); // wolf wolf wolf (触发多态机制)

pdog->eat(); // eat meat only (触发多态机制)

}

如图所示，每个对象的虚函数表各不相同。向上转型时编译器负责保证vptr指向正确的虚函数表。

building Android open source project

1. 编译环境的搭建。

首先是选择操作系统。强烈推荐64位 Ubuntu（我在 10.04.4 LTS 上编译成功）。

理由如下，最开始尝试用32位arch编译，过程苦不堪言，尝试了一天之后放弃了，需要改太多地方。然后图省事换成32位的ubuntu（刚好有块安装盘），按照官方的步骤apt了一个又一个的包。编译的途中开始抱怨x86_64-linux-gcc only run on 64-bit linux ，这个错误是一切折腾的开始。动手改makefile，能编译发现不能链接，这个包能链接发现下个又不能链接。。。狠狠google了一番，发现google从2.3开始就放弃了32位的开发环境。鼓励大家用64位的os编译android。刚开始还有不少人在hack代码，使之能在32位下使用。现在已经是4.1的版本了，还在32位下坚持的人应该不多了吧。

操作系统定下来之后，接下来就顺了。

根据官方的教程安装以下包

$ sudo apt-get install git-core gnupg flex bison gperf build-essential \

  zip curl zlib1g-dev libc6-dev lib32ncurses5-dev ia32-libs \

  x11proto-core-dev libx11-dev lib32readline5-dev lib32z-dev \

  libgl1-mesa-dev g++-multilib mingw32 tofrodos python-markdown \

  libxml2-utils xsltproc

装sun-java6-jdk (官网上给的那个源已失效)

$ sudo add-apt-repository "deb http://us.archive.ubuntu.com/ubuntu/ hardy multiverse"

$ sudo apt-get update

$ sudo apt-get install sun-java6-jdk

至于ccache这种加速的东西，我推荐成功编译之后再使用，刚开始还是单纯的编译源码，省的配置错了导致莫名其妙的错误。

2.下载源码

下载repo工具

curl https://dl-ssl.google.com/dl/googlesource/git-repo/repo > repo

repo init -u https://android.googlesource.com/platform/manifest

(推荐第一次下载的时候加上mirror参数，好处多多，可以方便的共享给其他同学用，可以方便的供以后各种需求，而不用再次忍受从google服务器上下载的龟爬网速)

Repo sync 抓源码

(如果加了mirror参数，此时得到的是服务器上的完全镜像，不能直接使用。需要换个目录再次repo。)

3. build and run

$ source build/envsetup.sh

$ lunch full-eng

$ make –j4

#######some hours later#######

$emulator

如果执行emulator提示找不到，需要手动设置一下环境变量，最简单的方法就是执行一遍 source build/envsetup.sh && lunch full-eng

enjoy the open-source!

搭建java web开发环境(eclipse + WTP + Tomcat)

第一步是安装eclipse。

eclipse有诸多个版本，随便挑一个。http://www.eclipse.org/downloads/

基本的是sdk版。这个是最小插件版，只有一个java开发的插件。其他的集成版本有 jave ee、等等。我挑的基本sdk版。也就是classic

第二步是自己安装wtp（web tools platform）插件。

这里有个很坑爹的地方。去网上搜索eclipse安装wtp，都会告诉你在install new software里选某个某个，或者加某个某个网址，开始搜索。然后就各种错误。后来发现是因为eclipse sdk有多个版本，每个版本对应的更新地址是不一样的。版本的名字会在启动eclipse的时候显示，比如juno、indigo等等。各自对应不同的更新地址。只要看好自己的版本，用正确的地址进行搜索就没问题了。

第三步是安装Tomcat。

这里没太多问题，就是新版的wtp不支持太低版的tomcat，换个较新的下载就好了。

下载zip包解压缩出来就可以了。

末了补一句，以上需要jdk的支持。

之后新建 dynamic web project就可以了。

hacklu's site

每天记一点，进步看的见

KGDB && Build Ubuntu kernel

LFS && Raspberry && pin

《深入探索C++对象模型》读书笔记

building Android open source project

搭建java web开发环境(eclipse + WTP + Tomcat)