Linux驱动-内核调试手段
以下代码示例都是以Linux开源社区代码为示例，其他版本可能存在差异，版本信息如下：
tag : v6.6.64
commit : 22a054ea1f081d7837cc8e24ad4c7aa36e8bba04
URL : https://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/stable/linux.git/tag/?h=v6.6.64
打印与日志
这是最基础且常用的手段。
printk：内核最经典的打印函数。通过设置不同的日志级别（如KERN_ERR、KERN_INFO），可以控制输出。配合启动参数loglevel=8可查看全部信息。dev_dbg/pr_debug：动态调试的核心。只有在定义了DEBUG宏或通过动态调试框架开启后才会输出，适合精细控制打印量。no_printk：用于保留调试语句的格式检查，但编译后不产生实际输出，避免性能损耗。
内核日志
功能配置
配合启动参数 loglevel=8 可查看全部信息。
使用 dmesg 命令查看内核环形缓冲区，或通过 tail -f /var/log/kern.log 实时监控。
动态调试
功能配置
CONFIG_DYNAMIC_DEBUG 动态调试总开关
调整日志等级
DEBUG_KERNEL 内核调试总开关
CONSOLE_LOGLEVEL_DEFAULT 控制台打印等级
CONSOLE_LOGLEVEL_QUIET 安静模式(quiet)，控制台打印等级
MESSAGE_LOGLEVEL_DEFAULT 指定未标明等级printk的日志等级
或启动参数增加loglevel=8
使用 dmesg 命令查看内核环形缓冲区
核心模块列表
查看模块名称：ls /sys/module
| 块 | 作用 | 典型日志内容 |
|---|---|---|
usbcore | USB核心层 | 设备枚举、配置、电源管理、URB提交/完成 |
xhci_hcd | USB 3.0主机控制器 | XHCI协议事件、端口状态变化、TRB（传输请求块）处理 |
ehci_hcd | USB 2.0主机控制器 | EHCI调度、QH/TD（队列头/传输描述符）操作 |
uhci_hcd 或 ohci_hcd | USB 1.1主机控制器 | 低速/全速设备控制 |
hub | USB集线器驱动 | 端口连接/断开事件、电源管理 |
usb-storage | USB存储设备驱动 | SCSI命令转换、批量传输日志 |
hid | HID设备（如键盘鼠标） | HID报告描述符解析、中断传输 |
全局开启USB核心调试1
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4启用usbcore所有调试信息
echo "module usbcore +p" > /sys/kernel/debug/dynamic_debug/control
启用Hub事件日志
echo "module hub +p" > /sys/kernel/debug/dynamic_debug/control
开启SCSI相关（调试存储设备会涉及）调试1
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4启用 scsi_mod 的调试（SCSI 核心层）
echo 'module scsi_mod +p' > /sys/kernel/debug/dynamic_debug/control
启用 sd_mod 的调试（SCSI 磁盘驱动）
echo 'module sd_mod +p' > /sys/kernel/debug/dynamic_debug/control
按需开启主机控制器驱动1
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3根据实际使用的控制器选择（通过lsusb -t查看）
echo "module xhci_hcd +p" > /sys/kernel/debug/dynamic_debug/control # USB 3.0
echo "module ehci_hcd +p" > /sys/kernel/debug/dynamic_debug/control # USB 2.0
设备驱动调试1
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5例如调试USB存储设备
echo "module usb-storage +p" > /sys/kernel/debug/dynamic_debug/control
调试HID设备
echo "module hid +p" > /sys/kernel/debug/dynamic_debug/control
echo "module hid_generic +p" > /sys/kernel/debug/dynamic_debug/control
按文件过滤1
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8# 打开特定文件
echo file drivers/usb/core/hub.c +p > /sys/kernel/debug/dynamic_debug/control
echo file drivers/usb/core/hcd.c +p > /sys/kernel/debug/dynamic_debug/control
echo file drivers/usb/dwc3/dwc3-*.c +p > /sys/kernel/debug/dynamic_debug/control
echo file drivers/scsi/sd.c +p > /sys/kernel/debug/dynamic_debug/control
# 仅打印xhci_hcd中关于端口状态的日志
echo "file drivers/usb/host/xhci*.c line 1000-2000 +p" > /sys/kernel/debug/dynamic_debug/control
使用示例：打开usb文件日志——hub、hcd、dwc3和sd
开启模块调试1
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13启用usbcore所有调试信息
echo "module usbcore +p" > /sys/kernel/debug/dynamic_debug/control
启用Hub事件日志
echo "module hub +p" > /sys/kernel/debug/dynamic_debug/control
启用 scsi_mod 的调试（SCSI 核心层）
echo 'module scsi_mod +p' > /sys/kernel/debug/dynamic_debug/control
启用 sd_mod 的调试（SCSI 磁盘驱动）
echo 'module sd_mod +p' > /sys/kernel/debug/dynamic_debug/control
根据实际使用的控制器选择（通过lsusb -t查看）
echo "module xhci_hcd +p" > /sys/kernel/debug/dynamic_debug/control # USB 3.0
例如调试USB存储设备
echo "module usb-storage +p" > /sys/kernel/debug/dynamic_debug/control
开启文件1
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4echo file drivers/usb/core/hub.c +p > /sys/kernel/debug/dynamic_debug/control
echo file drivers/usb/core/hcd.c +p > /sys/kernel/debug/dynamic_debug/control
echo file drivers/usb/dwc3/dwc3-*.c +p > /sys/kernel/debug/dynamic_debug/control
echo file drivers/scsi/sd.c +p > /sys/kernel/debug/dynamic_debug/control
主控注册
1 | [root@tst ] |
设备接入
1 | [ 5722.347763][ C0] xhci-hcd xhci-hcd.0.auto: Port change event, 2-1, id 2, portsc: 0xa021603 |
读写数据
1 | [root@tst ]# dd if=/dev/urandom of=/dev/sda bs=1K count=8K |
移除SCSI缓存
1 | [root@tst ]# echo 1 > /sys/class/block/sda/device/delete |
安全弹出
1 | [root@tst ] |
设备拔出
1 | [ 981.667755][ C0] xhci-hcd xhci-hcd.0.auto: Port change event, 2-1, id 2, portsc: 0xc0202a0 |
文件系统接口
- procfs：通常用于展示进程或系统全局信息。驱动常在此创建只读文件，方便快速查看内部状态。
- sysfs：内核推荐的属性接口，位于
/sys/。既是调试工具，也是驱动与用户空间的标准配置接口，支持读写。 - debugfs：专门为开发者设计的接口，位于
/sys/kernel/debug/。不应用于生产功能，适合存放驱动内部状态、寄存器快照等调试信息。
sysfs
功能配置
1 | static struct device_attribute dev_attr_xx_read = __ATTR_WO(xx_read); |
使用示例：usb驱动
1 | [root@tst ]# ls /sys/class/udc/ |
debugfs
功能配置
参考linux-6.6.64/drivers/usb/dwc3/debugfs.c1
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26static const struct debugfs_reg32 dwc3_regs[] = {
dump_register(GSBUSCFG0), // {&"GSBUSCFG0"[0], 0xc100}
dump_register(GSBUSCFG1), // {&"GSBUSCFG1"[0], 0xc104}
...
}
static const struct file_operations dwc3_lsp_fops = {
.open = dwc3_lsp_open,
.write = dwc3_lsp_write,
.read = seq_read,
.llseek = seq_lseek,
.release = single_release,
};
void dwc3_debugfs_init(struct dwc3 *dwc)
{
dwc->regset = kzalloc(sizeof(*dwc->regset), GFP_KERNEL);
dwc->regset->regs = dwc3_regs;
dwc->regset->nregs = ARRAY_SIZE(dwc3_regs);
dwc->regset->base = dwc->regs - DWC3_GLOBALS_REGS_START;
dwc->regset->dev = dwc->dev;
root = debugfs_create_dir(dev_name(dwc->dev), usb_debug_root);
debugfs_create_regset32("regdump", 0444, root, dwc->regset);
debugfs_create_file("lsp_dump", 0644, root, dwc, &dwc3_lsp_fops);
}
使用示例：访问usb驱动属性
查看是否挂载debugfs1
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15# 查看是否挂载debugfs
$ mount | grep debugfs
# 手动挂载debugfs
$ mount -t debugfs none /sys/kernel/debug
$ ls /sys/kernel/debug/dwc3/<controller>/<endpoint>
tx_fifo_size
rx_fifo_size
tx_request_queue
rx_request_queue
rx_info_queue
descriptor_fetch_queue
event_queue
transfer_type
trb_ring
GDBGEPINFO
使用示例：增加驱动显示trb缓存
linux-6.6.64/drivers/usb/dwc3/debugfs.c加入桩节点：1
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69diff --git a/drivers/usb/dwc3/debugfs.c b/drivers/usb/dwc3/debugfs.c
index ebf03468f..b8933e16f 100644
--- a/drivers/usb/dwc3/debugfs.c
+++ b/drivers/usb/dwc3/debugfs.c
static const struct dwc3_ep_file_map dwc3_ep_file_map[] = {
{ "GDBGEPINFO", &dwc3_ep_info_register_fops, },
};
+static void (*dwc3_debug_hook)(struct seq_file *s);
+static ssize_t (*dwc3_debug_write_hook)(struct file *file,
+ const char __user *buf,
+ size_t len, loff_t *ppos);
+static int trb_ring_buffer_show(struct seq_file *s, void *unused)
+{
+ seq_puts(s, "trb_ring_buffer: default simple output\n");
+
+ /* 如果模块已注册 hook，则调用模块提供的函数 */
+ if (dwc3_debug_hook)
+ dwc3_debug_hook(s);
+
+ return 0;
+}
+
+static int trb_ring_buffer_open(struct inode *inode, struct file *file)
+{
+ return single_open(file, trb_ring_buffer_show, NULL);
+}
+
+static ssize_t trb_ring_buffer_write(struct file *file,
+ const char __user *buf,
+ size_t len, loff_t *ppos)
+{
+ if (dwc3_debug_write_hook)
+ return dwc3_debug_write_hook(file, buf, len, ppos);
+
+ return len; // 默认忽略写
+}
+static DEFINE_MUTEX(trb_lock);
+static const struct file_operations dwc3_ep_trb_ring_buffer_fops = {
+ .owner = THIS_MODULE,
+ .open = trb_ring_buffer_open,
+ .read = seq_read,
+ .llseek = seq_lseek,
+ .release = single_release,
+ .write = trb_ring_buffer_write,
+};
+void register_dwc3_debug_hook(void (*show)(struct seq_file *),
+ ssize_t (*write)(struct file *, const char __user *, size_t, loff_t *))
+{
+ mutex_lock(&trb_lock);
+ dwc3_debug_hook = show;
+ dwc3_debug_write_hook = write;
+ mutex_unlock(&trb_lock);
+}
+EXPORT_SYMBOL(register_dwc3_debug_hook);
+
+
void dwc3_debugfs_create_endpoint_dir(struct dwc3_ep *dep)
{
struct dentry *dir;
void dwc3_debugfs_create_endpoint_dir(struct dwc3_ep *dep)
debugfs_create_file(name, 0444, dir, dep, fops);
}
+
+ debugfs_create_file("trb_ring_buffer", 0444, dir, dep, &dwc3_ep_trb_ring_buffer_fops);
}
void dwc3_debugfs_remove_endpoint_dir(struct dwc3_ep *dep)
dwc3_trb_buffer_debug.c模块文件内容：1
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78// 文件: dwc3_debug.c
/* 模拟 TRB buffer 数据结构 */
struct dwc3_ep {
char name[16];
unsigned num_trbs;
u32 trb_pool[MAX_TRB][4]; // 每个 TRB 16 bytes
};
/* 调试配置 */
// static int dump_ep_list[MAX_EP];
static int dump_size = 16; // 每 TRB 默认打印 16 bytes
/* hook 回调实现 */
static void dwc3_debug_show(struct seq_file *s)
{
struct dwc3_ep ep = { "ep1", 4 }; // 模拟 EP
int i, j;
seq_printf(s, "Module TRB dump for EP %s\n", ep.name);
for (i = 0; i < ep.num_trbs; i++) {
seq_printf(s, "TRB[%d]: ", i);
for (j = 0; j < dump_size / 4; j++)
seq_printf(s, "%08x ", ep.trb_pool[i][j]);
seq_puts(s, "\n");
}
}
static ssize_t dwc3_debug_write(struct file *file,
const char __user *buf,
size_t len, loff_t *ppos)
{
char cmd[64];
if (len >= sizeof(cmd))
return -EINVAL;
if (copy_from_user(cmd, buf, len))
return -EFAULT;
cmd[len] = 0;
// 简单解析数字配置 TRB 打印大小
// kstrtoint(cmd, 0, &dump_size);
// kstrtoul(cmd, 0, &dump_size)
pr_info("dwc3_debug: dump_size set to %d\n", dump_size);
return len;
}
/* 模块初始化注册 hook */
static int __init dwc3_debug_init(void)
{
extern void register_dwc3_debug_hook(void (*show)(struct seq_file *),
ssize_t (*write)(struct file *, const char __user *, size_t, loff_t *));
register_dwc3_debug_hook(dwc3_debug_show, dwc3_debug_write);
pr_info("dwc3_debug: module loaded\n");
return 0;
}
static void __exit dwc3_debug_exit(void)
{
pr_info("dwc3_debug: module unloaded\n");
}
module_init(dwc3_debug_init);
module_exit(dwc3_debug_exit);
MODULE_LICENSE("GPL");
MODULE_AUTHOR("Generated Example");
MODULE_DESCRIPTION("dwc3 debug module for TRB buffer");
Makefile内容：1
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13KDIR ?= ../linux-6.6.64
KOUT ?= ../linux-6.6.64/build
CROSS_COMPILETOOL ?= aarch64-linux-gnu-
PWD := $(shell pwd)
obj-m := dwc3_trb_debug.o
all:
$(MAKE) CROSS_COMPILE=$(CROSS_COMPILETOOL) ARCH=arm64 -C $(KDIR) O=$(KOUT) M=$(PWD) modules
clean:
$(MAKE) CROSS_COMPILE=$(CROSS_COMPILETOOL) ARCH=arm64 -C $(KDIR) O=$(KOUT) M=$(PWD) clean
使用示例1
2echo "all all 256" > trb_ring_buffer
echo "1,3 normal,link 512" > trb_ring_buffer
追踪与剖析
- Ftrace：内核内置的追踪器。可用于查看函数调用流程、分析延时。常用
function_graph跟踪器查看驱动函数的调用栈，或使用trace_printk在追踪日志中加入自定义信息，其性能通常优于printk。 - Perf：主要用于性能分析，可以定位驱动中的CPU占用过高、缓存命中率低等问题。
- eBPF：现代Linux的高性能调试利器。可在不修改内核代码的情况下，挂载kprobe/uprobe追踪驱动函数，安全性高且性能开销极小。
FTrace
功能配置
配置内核参数，依赖CONFIG_DEBUG_FS功能1
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9./make.sh menuconfig
Kernel hacking > Tracers
-*- Kernel Function Tracer
[*] Kernel Function Graph Tracer (NEW)
[*] Kernel Function Graph Return Value
-*- enable/disable function tracing dynamically
[*] Kernel function profiler
[*] Trace max stack
ftrace的控制接口位于/sys/kernel/debug/tracing
或者手动挂载/sys/kernel/tracing1
mount -t tracefs nodev /sys/kernel/tracing
基本使用方式1
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38# 查看支持的追踪器 function_graph function
cat available_tracers
# 设置追踪器为函数图
echo function_graph > current_tracer
# 设置要追踪的根函数（支持通配符）
echo dwc3* > set_graph_function
# 设置追踪函数
echo xhci_* >> set_ftrace_filter
# 设置函数过滤器
echo _dev_info >> set_ftrace_notrace
echo mutex* >> set_ftrace_notrace
# 开启追踪
echo 1 > tracing_on
# 等待一段时间后停止
echo 0 > tracing_on
# 查看结果
cat trace | head -n 50
# 隐藏函数执行时间 (去掉 280.765 us 这种干扰)
echo nosleep-time > trace_options
echo nograph-time > trace_options
# 隐藏 CPU 编号 (去掉 7) 这种列)
echo nocpu-vis-graph > trace_options
# 隐藏中断/上下文标志 (去掉 ! 或 + 等符号)
echo noirq-info > trace_options
# 如果不需要查看每行的绝对时间戳
echo noannotate > trace_options
# 设置最大层次
echo 5 > max_graph_depth
Trace Events
使用示例：追踪usb
假设要跟踪 进程创建 和 进程退出 事件，它们都包含 pid 和 comm（进程名）字段，可以使用 DECLARE_EVENT_CLASS 复用代码：
定义事件类1
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24// 基本用法
DECLARE_EVENT_CLASS(
name, // 事件类名称
TP_PROTO(arguments), // 事件的原型 (参数列表)
TP_ARGS(arguments), // 事件的参数
TP_STRUCT__entry(...), // 结构体字段定义
TP_fast_assign(...), // 事件字段的赋值
TP_printk(fmt, ...) // 事件的格式化打印
);
// 示例
DECLARE_EVENT_CLASS(
process_event,
TP_PROTO(pid_t pid, const char *comm),
TP_ARGS(pid, comm),
TP_STRUCT__entry(
__field(pid_t, pid)
__string(comm, comm)
),
TP_fast_assign(
__entry->pid = pid;
__assign_str(comm, comm);
),
TP_printk("pid=%d comm=%s", __entry->pid, __get_str(comm))
);
定义 fork 和 exit 事件1
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16// 基本用法
DEFINE_EVENT(
name, // 事件类名称（与 DECLARE_EVENT_CLASS 一致）
event_name, // 具体事件的名称
TP_PROTO(...),
TP_ARGS(...)
);
// 示例
DEFINE_EVENT(process_event,
process_fork,
TP_PROTO(pid_t pid, const char *comm),
TP_ARGS(pid, comm));
DEFINE_EVENT(process_event,
process_exit,
TP_PROTO(pid_t pid, const char *comm),
TP_ARGS(pid, comm));
代码中触发事件1
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5// 基本用法
trace_EVENTNAME(...)
// 示例
trace_process_fork(current->pid, current->comm);
trace_process_exit(current->pid, current->comm);
这样就可以高效地记录进程 fork 和退出的事件，而不用重复定义 TP_STRUCT__entry、TP_fast_assign 和 TP_printk。
tracepoints
使用示例：追踪usb
查看功能是否开启1
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3ls /sys/kernel/debug/tracing
mount -t tracefs nodev /sys/kernel/tracing
mount -t debugfs none /sys/kernel/debug
查看trace支持的event1
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3grep "^usb:" /sys/kernel/debug/tracing/available_events
grep "^xhci" /sys/kernel/debug/tracing/available_events
grep "^dwc3" /sys/kernel/debug/tracing/available_events
配置trace的event1
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6# 开启某个trace
echo 1 > /sys/kernel/debug/tracing/events/usb/usb_submit_urb/enable
echo 1 > /sys/kernel/debug/tracing/events/usb/usb_complete_urb/enable
# 开启模块trace
echo 1 > /sys/kernel/debug/tracing/events/dwc3/enable
echo 1 > /sys/kernel/debug/tracing/events/xhci/enable
查看trace1
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4# 查看trace
cat /sys/kernel/debug/tracing/trace
# 实时trace
cat /sys/kernel/debug/tracing/trace_pipe
trace写文件1
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7echo > /sys/kernel/debug/tracing/trace
echo 0 > /sys/kernel/debug/tracing/tracing_on
# 配置trace的event
echo 1 > /sys/kernel/debug/tracing/tracing_on
# 在这里进行你的 USB 操作（插拔、传输等）
echo 0 > /sys/kernel/debug/tracing/tracing_on
cp /sys/kernel/debug/tracing/trace usb_trace.log
内核崩溃分析
- Kdump：系统崩溃（如内核态空指针访问）时，
Kdump会捕获并保存内存转储文件（vmcore）。 - 分析工具：结合 Crash 工具进行分析，可查看崩溃时的全局变量、调用栈、内存数据。在开发阶段，也可使用
BUG_ON、WARN_ON等断言宏来主动预警。
静态检查
在运行前排查潜在问题。
- Sparse：专门用于检查内核代码的端序问题（如
__bitwise）和地址空间类型（如__user）。 - Smatch / Coccinelle：分别用于检查空指针、资源泄漏等逻辑错误，以及进行语义匹配和自动修改。
- 编译器警告：建议使用
Wall、Werror以及内核推荐的W=1编译参数，尽可能消除警告。
硬件辅助调试
- JTAG：使用仿真器（如BDI3000、ULINK）进行源码级单步调试、设置硬件断点。在调试早期启动代码或DMA（直接内存访问）导致的“内存被谁改写”问题时，效果显著。
- 逻辑分析仪 / 示波器：用于排查硬件时序、总线协议（I2C、SPI）是否正确，可确认数据是否真正被硬件发送出去。
JTAG
调试模式内核编译
主要参考：QEMU调试Linux内核环境搭建1
./make.sh menuconfig
在配置菜单中，启用内核debug，关闭地址随机化，不然断点处无法停止。1
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22# 6.1.64版本内核选项
# 优化选项需要直接从顶层Makefile修改即可
# General setup --->
# Compiler optimization level (Optimize for size (-Os)) --->
# (X) Optimize for size (-Os)
Kernel Features --->
[] Randomize the address of the kernel image
Kernel hacking --->
[*] Kernel debugging
Compile-time checks and compiler options --->
[*] Provide GDB scripts for kernel debuggin
[*] Make section mismatch errors non-fatal
# 4.14.191
# 需要关闭优化项 Compiler optimization level (Optimize for size (-Os))
Kernel hacking --->
[*] Kernel debugging
Compile-time checks and compiler options --->
[*] Compile the kernel with debug info
[*] Provide GDB scripts for kernel debuggin
Processor type and features ---->
[] Randomize the address of the kernel image (KASLR)
调整全局优化等级
强行修改优化选项改为-Og（-O0 可以完全禁用优化，但生成的代码体积有点大）1
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16diff --git a/Makefile b/Makefile
index c809b21c3..7b189d210 100644
--- a/Makefile
+++ b/Makefile
KBUILD_CFLAGS += $(call cc-disable-warning, format-overflow)
KBUILD_CFLAGS += $(call cc-disable-warning, address-of-packed-member)
ifdef CONFIG_CC_OPTIMIZE_FOR_PERFORMANCE
-KBUILD_CFLAGS += -O2
+KBUILD_CFLAGS += -Og
KBUILD_RUSTFLAGS += -Copt-level=2
else ifdef CONFIG_CC_OPTIMIZE_FOR_SIZE
-KBUILD_CFLAGS += -Os
+KBUILD_CFLAGS += -Og
KBUILD_RUSTFLAGS += -Copt-level=s
endif
校验是否将static函数优化掉1
2// hub_port_connect_change在android-kernel-6.1/drivers/usb/core/hub.c中的static函数，默认不应该内联
nm build/vmlinux | grep "hub_port_connect_change"
使用混合编译方式编译内核，否则部分模块会报错1
./make.sh CFLAGS_patching.o="-O2" CFLAGS_pci.o="-O2" -j8
调整模块级优化等级
这里调整usb模块的优化等级，全局依然保持(-O2)1
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16diff --git a/drivers/usb/dwc3/Makefile b/drivers/usb/dwc3/Makefile
index 1e7868497..0e9875a29 100644
--- a/drivers/usb/dwc3/Makefile
+++ b/drivers/usb/dwc3/Makefile
# SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
# define_trace.h needs to know how to find our header
CFLAGS_trace.o := -I$(src)
+# 模块使用指定优化等级
+ccflags-y += -Og -g
+# core.o使用指定优化等级
+# CFLAGS_core.o := -Og -g
dwc3-y := core.o
ifneq ($(CONFIG_TRACING),)
启动OpenOCD
【不可用】wsl中启动（USB无法绑定）
wsl中使用OpenOCD需要将JTAG设备连接到子系统中，管理员权限运行1
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17$ usbipd list
Connected:
BUSID VID:PID DEVICE STATE
2-1 1fc9:5601 USB 串行设备 (COM18), USB 输入设备 Not shared
2-8 0483:5130 USB 输入设备 Not shared
2-9 0a12:0001 Generic Bluetooth Radio Not shared
2-13 5000:0220 USB 输入设备 Not shared
3-1 04e2:1414 XR21V1414 USB UART Ch A (COM7), XR21V1414 USB UART Ch B (... Not shared
Persisted:
GUID DEVICE
3d92583e-5954-49b4-8cc0-881a70c3d5de XR21V1414 USB UART Ch A (COM20), XR21V1414 USB UART Ch B ...M
96fd4531-5c1f-432e-be0a-b9cde47306fa J-Link
$ usbipd bind --force --busid 2-1
$ usbipd attach --wsl --auto-attach --busid 2-1
windows中启动
暂时无法在飞书文档外展示此内容
容器中访问主机，需要暴露调试端口3333，并增加绑定网络
允许端口通过防火墙，确保外部请求可达：
- 打开 设置 > 搜索 “Windows Defender 防火墙”。
- 点击 高级设置 进入高级安全防火墙。
- 在左侧选择 入站规则 > 右侧点击 新建规则。
- 规则类型选择 端口 > 点击 下一步。
- 选择 TCP，输入特定端口
3333> 点击 下一步。 - 选择 允许连接 > 点击 下一步。
- 勾选所有网络类型（域、专用、公用）> 点击 下一步。
- 输入规则名称（如
openocd-调试端口）> 点击 完成。
openocd-dap.cfg1
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4adapter driver cmsis-dap
transport select jtag
adapter speed 12000
bindto 0.0.0.0
windows终端启动OpenOCD1
$ .\bin\openocd -c "set _CORES [range 0 8]" -c "set _DEF_RTOS linux" -f .\openocd\scripts\interface\cmsis-dap.cfg -f .\openocd\scripts\target\cpu-a78.cfg
windows终端中查看绑定的端口1
2$ netstat -ano | findstr :3333
TCP 0.0.0.0:3333 0.0.0.0:0 LISTENING 25976
启动GDB开启远程调试
容器中启动1
2aarch64-linux-gnu-gdb kernel/android-kernel-6.1/build/vmlinux
target remote 10.28.11.217:3333
使用.gdbinit文件可以避免重复输入1
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17define add_user_break
hb *$arg0
commands
printf "hit breakpoint, pc:%#lx id:%d\n", $pc, $_hit_bpnum
continue
end
end
target extended-remote :3333
d
add_user_break 0xffff800080946ec8
add_user_break 0xffff800080946f84
add_user_break 0xffff800080946fb4
add_user_break 0xffff800080946fec
add_user_break 0xffff80008094700c
add_user_break 0xffff80008094701c
c
驱动专用手段
USB Monitor
usbmon是内核监控工具，需要手动开启（或修改宏CONFIG_USB_MON）1
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9make CROSS_COMPILE=aarch64-linux-gnu- ARCH=arm64 O=build menuconfig
Device Drivers --->
[*] USB support --->
<M> USB Monitor
make CROSS_COMPILE=aarch64-linux-gnu- ARCH=arm64 O=build -j8
make CROSS_COMPILE=aarch64-linux-gnu- ARCH=arm64 O=build modules -j8
usbmon模块存在路径 build/drivers/usb/mon/usbmon.ko
将模块上传板端并加载1
2
3adb push .\build\drivers\usb\mon\usbmon.ko /home/root
insmod ./usbmon.ko
modprobe usbmon # 自动解决依赖，但需要模块文件在/lib/modules/6.1.64/kernel中
查看统计信息，0u表示所有USB总线，1
2
3mount -t debugfs none_debugs /sys/kernel/debug # 挂载调试文件系统
root@tst:~# ls /sys/kernel/debug/usb/usbmon
0s 0u 1s 1t 1u 2s 2t 2u
usbmon.rst官方说明文档
usbmon数据结构说明
1 | # 直接抓取所有总线数据 |
Event：
- S：submission
- C：callback
- E：submission error
“Address”结构：URB type & direction:Bus number:Device address:Endpoint number
URB type & direction：
- Ci Co Control input and output
- Zi Zo Isochronous input and output
- Ii Io Interrupt input and output
- Bi Bo Bulk input and output
wireshark解析usbmon数据
1 | 编译libpcap |
实例说明：硬盘识别过程
状态码：-115（-EINPROGRESS）—— 操作仍在进行；经常出现在BULK out/in中1
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166ffff0008c53b1300 304760007 S Ci:2:001:0 s a3 00 0000 0001 0004 4 <
ffff0008c53b1300 304760010 C Ci:2:001:0 0 4 = 03020100
ffff0008c53b1300 304760013 S Co:2:001:0 s 23 01 0010 0001 0000 0
ffff0008c53b1300 304760016 C Co:2:001:0 0 0
ffff0008c38a9500 304880006 S Ii:2:001:1 -115:2048 4 <
ffff0008c53b1300 304880013 S Ci:2:001:0 s a3 00 0000 0001 0004 4 <
ffff0008c53b1300 304880075 C Ci:2:001:0 0 4 = 03020000
ffff0008c53b1300 304880134 S Ci:2:001:0 s a3 00 0000 0001 0004 4 <
ffff0008c53b1300 304880141 C Ci:2:001:0 0 4 = 03020000
ffff0008c53b1300 304880143 S Co:2:001:0 s 23 03 0004 0001 0000 0
ffff0008c53b1300 304880146 C Co:2:001:0 0 0
ffff0008c53b1300 304960006 S Ci:2:001:0 s a3 00 0002 0001 0008 8 <
ffff0008c53b1300 304960010 C Ci:2:001:0 0 8 = 03021000 55000000
ffff0008c53b1300 304960013 S Co:2:001:0 s 23 01 0014 0001 0000 0
ffff0008c53b1300 304960092 C Co:2:001:0 0 0
ffff0008c53b1300 304960092 S Co:2:001:0 s 23 01 001d 0001 0000 0
ffff0008c53b1300 304960095 C Co:2:001:0 0 0
ffff0008c53b1300 304960097 S Co:2:001:0 s 23 01 0019 0001 0000 0
ffff0008c53b1300 304960100 C Co:2:001:0 0 0
ffff0008c53b1300 304960101 S Co:2:001:0 s 23 01 0010 0001 0000 0
ffff0008c53b1300 304960104 C Co:2:001:0 0 0
ffff0008c53b1300 304960105 S Ci:2:001:0 s a3 00 0000 0001 0004 4 <
ffff0008c53b1300 304960107 C Ci:2:001:0 0 4 = 03020000
// 设备描述符请求，主机请求设备描述符(0x0100)
// 设备响应：USB 2.0设备，厂商ID 0x1201，产品ID 0x2003
ffff0008c53b1300 305060007 S Ci:2:003:0 s 80 06 0100 0000 0008 8 <
ffff0008c53b1300 305060669 C Ci:2:003:0 0 8 = 12012003 00000009
ffff0008c53b1300 305060673 S Co:2:003:0 s 00 31 0028 0000 0000 0
ffff0008c53b1300 305060686 C Co:2:003:0 0 0
// 配置描述符请求
ffff0008c53b1300 305060688 S Ci:2:003:0 s 80 06 0100 0000 0012 18 <
ffff0008c53b1300 305060718 C Ci:2:003:0 0 18 = 12012003 00000009 c20b3c20 10010102 0301
ffff0008c53b1300 305060721 S Ci:2:003:0 s 80 06 0f00 0000 0005 5 <
ffff0008c53b1300 305060745 C Ci:2:003:0 0 5 = 050f2a00 03
ffff0008c53b1300 305060747 S Ci:2:003:0 s 80 06 0f00 0000 002a 42 <
ffff0008c53b1300 305060772 C Ci:2:003:0 0 42 = 050f2a00 03071002 06000000 0a100300 0e00020a ff071410 0a000100 00000011
ffff0008c53b1300 305060778 S Ci:2:003:0 s 80 06 0200 0000 0009 9 <
ffff0008c53b1300 305060799 C Ci:2:003:0 0 9 = 09027900 01010080 70
ffff0008c53b1300 305060800 S Ci:2:003:0 s 80 06 0200 0000 0079 121 <
ffff0008c53b1300 305060825 C Ci:2:003:0 0 121 = 09027900 01010080 70090400 00020806 50000705 81020004 00063007 00000007
// 字符串描述符请求
// 返回支持英语(0x0409)
ffff0008c53b0500 305060836 S Ci:2:003:0 s 80 06 0300 0000 00ff 255 <
ffff0008c53b0500 305060856 C Ci:2:003:0 0 4 = 04030904
// 产品字符串请求
// 解码为"One Touch SSD"（西数One Touch固态硬盘）
ffff0008c53b0500 305060858 S Ci:2:003:0 s 80 06 0302 0409 00ff 255 <
ffff0008c53b0500 305060882 C Ci:2:003:0 0 28 = 1c034f00 6e006500 20005400 6f007500 63006800 20005300 53004400
// 厂商字符串请求
// 解码为"Seagate"（西数硬盘）
ffff0008c53b0500 305060884 S Ci:2:003:0 s 80 06 0301 0409 00ff 255 <
ffff0008c53b0500 305060909 C Ci:2:003:0 0 16 = 10035300 65006100 67006100 74006500
// 序列号请求：
// 解码为"000000000000NAD13NE"
ffff0008c53b0500 305060911 S Ci:2:003:0 s 80 06 0303 0409 00ff 255 <
ffff0008c53b0500 305060938 C Ci:2:003:0 0 34 = 22033000 30003000 30003000 30003000 30004e00 41004400 31003300 4e004500
ffff0008c53b0500 305141003 S Co:2:003:0 s 00 09 0001 0000 0000 0
ffff0008c53b0500 305141023 C Co:2:003:0 0 0
ffff0008c53b1900 305141152 S Co:2:003:0 s 01 0b 0001 0000 0000 0
ffff0008c53b1900 305141166 C Co:2:003:0 0 0
ffff0008cae05800 305160089 S Bi:2:003:3 -115 112 <
ffff0008cae04d00 305160106 S Bi:2:003:1 -115 36 <
// 大容量存储设备初始化
// SCSI命令交换
// 主机发送INQUIRY命令，设备响应确认是SCSI设备
ffff0008cae04400 305160113 S Bo:2:003:4 -115 32 = 01000001 00000000 00000000 00000000 12000000 24000000 00000000 00000000
ffff0008cae04400 305160138 C Bo:2:003:4 0 32 >
ffff0008cae04d00 305160339 C Bi:2:003:1 0 36 = 00000602 5b000002 53656167 61746520 4f6e6520 546f7563 68205353 44000000
ffff0008cae05800 305160343 C Bi:2:003:3 0 16 = 03000001 00000000 00000000 00000000
ffff0008cae05800 305160379 S Bi:2:003:3 -115 112 <
ffff0008cae04d00 305160383 S Bi:2:003:1 -115 96 <
ffff0008cae04400 305160387 S Bo:2:003:4 -115 32 = 01000001 00000000 00000000 00000000 12000000 60000000 00000000 00000000
ffff0008cae04400 305160401 C Bo:2:003:4 0 32 >
ffff0008cae04d00 305160766 C Bi:2:003:1 0 96 = 00000602 5b000002 53656167 61746520 4f6e6520 546f7563 68205353 44000000
ffff0008cae05800 305160770 C Bi:2:003:3 0 16 = 03000001 00000000 00000000 00000000
ffff0008cae05800 305190196 S Bi:2:003:3 -115 112 <
ffff0008cae04d00 305190201 S Bi:2:003:1 -115 4 <
ffff0008cae04400 305190204 S Bo:2:003:4 -115 32 = 01000001 00000000 00000000 00000000 12010000 04000000 00000000 00000000
ffff0008cae04400 305190219 C Bo:2:003:4 0 32 >
ffff0008cae04d00 305190588 C Bi:2:003:1 0 4 = 00000008
ffff0008cae05800 305190591 C Bi:2:003:3 0 16 = 03000001 00000000 00000000 00000000
ffff0008cae05800 305190597 S Bi:2:003:3 -115 112 <
ffff0008cae04d00 305190600 S Bi:2:003:1 -115 12 <
ffff0008cae04400 305190603 S Bo:2:003:4 -115 32 = 01000001 00000000 00000000 00000000 12010000 0c000000 00000000 00000000
ffff0008cae04400 305190617 C Bo:2:003:4 0 32 >
ffff0008cae04d00 305190979 C Bi:2:003:1 0 12 = 00000008 008083b0 b1b2c1c2
ffff0008cae05800 305190982 C Bi:2:003:3 0 16 = 03000001 00000000 00000000 00000000
ffff0008cae05800 305190986 S Bi:2:003:3 -115 112 <
ffff0008cae04d00 305190990 S Bi:2:003:1 -115 4 <
ffff0008cae04400 305190993 S Bo:2:003:4 -115 32 = 01000001 00000000 00000000 00000000 12010000 04000000 00000000 00000000
ffff0008cae04400 305191008 C Bo:2:003:4 0 32 >
ffff0008cae04d00 305191369 C Bi:2:003:1 0 4 = 00000008
ffff0008cae05800 305191372 C Bi:2:003:3 0 16 = 03000001 00000000 00000000 00000000
ffff0008cae05800 305191376 S Bi:2:003:3 -115 112 <
ffff0008cae04d00 305191379 S Bi:2:003:1 -115 12 <
ffff0008cae04400 305191382 S Bo:2:003:4 -115 32 = 01000001 00000000 00000000 00000000 12010000 0c000000 00000000 00000000
ffff0008cae04400 305191396 C Bo:2:003:4 0 32 >
ffff0008cae04d00 305191760 C Bi:2:003:1 0 12 = 00000008 008083b0 b1b2c1c2
ffff0008cae05800 305191763 C Bi:2:003:3 0 16 = 03000001 00000000 00000000 00000000
ffff0008cae05800 305191767 S Bi:2:003:3 -115 112 <
ffff0008cae04d00 305191770 S Bi:2:003:1 -115 4 <
ffff0008cae04400 305191773 S Bo:2:003:4 -115 32 = 01000001 00000000 00000000 00000000 12018000 04000000 00000000 00000000
ffff0008cae04400 305191787 C Bo:2:003:4 0 32 >
ffff0008cae04d00 305192151 C Bi:2:003:1 0 4 = 00800010
ffff0008cae05800 305192154 C Bi:2:003:3 0 16 = 03000001 00000000 00000000 00000000
ffff0008cae05800 305192157 S Bi:2:003:3 -115 112 <
ffff0008cae04d00 305192160 S Bi:2:003:1 -115 20 <
// 读取容量命令：
// 主机请求磁盘容量信息
ffff0008cae04400 305192163 S Bo:2:003:4 -115 32 = 01000001 00000000 00000000 00000000 12018000 14000000 00000000 00000000
ffff0008cae04400 305192177 C Bo:2:003:4 0 32 >
ffff0008cae04d00 305192541 C Bi:2:003:1 0 20 = 00800010 30303030 30303030 4e414431 334e4551
ffff0008cae05800 305192544 C Bi:2:003:3 0 16 = 03000001 00000000 00000000 00000000
ffff0008cae05800 305192551 S Bi:2:003:3 -115 112 <
ffff0008cae04d00 305192554 S Bi:2:003:1 -115 4 <
ffff0008cae04400 305192557 S Bo:2:003:4 -115 32 = 01000001 00000000 00000000 00000000 12018300 04000000 00000000 00000000
ffff0008cae04400 305192571 C Bo:2:003:4 0 32 >
ffff0008cae04d00 305192936 C Bi:2:003:1 0 4 = 0083000c
ffff0008cae05800 305192939 C Bi:2:003:3 0 16 = 03000001 00000000 00000000 00000000
ffff0008cae05800 305192943 S Bi:2:003:3 -115 112 <
ffff0008cae04d00 305192946 S Bi:2:003:1 -115 16 <
ffff0008cae04400 305192950 S Bo:2:003:4 -115 32 = 01000001 00000000 00000000 00000000 12018300 10000000 00000000 00000000
ffff0008cae04400 305192968 C Bo:2:003:4 0 32 >
ffff0008cae04d00 305193326 C Bi:2:003:1 0 16 = 0083000c 01030008 500014a0 00000001
ffff0008cae05800 305193330 C Bi:2:003:3 0 16 = 03000001 00000000 00000000 00000000
ffff0008cae05800 305193333 S Bi:2:003:3 -115 112 <
ffff0008cae04d00 305193336 S Bi:2:003:1 -115 4 <
ffff0008cae04400 305193340 S Bo:2:003:4 -115 32 = 01000001 00000000 00000000 00000000 1201b000 04000000 00000000 00000000
ffff0008cae04400 305193353 C Bo:2:003:4 0 32 >
ffff0008cae04d00 305193717 C Bi:2:003:1 0 4 = 00b0003c
ffff0008cae05800 305193720 C Bi:2:003:3 0 16 = 03000001 00000000 00000000 00000000
ffff0008cae05800 305193723 S Bi:2:003:3 -115 112 <
ffff0008cae04d00 305193727 S Bi:2:003:1 -115 64 <
ffff0008cae04400 305193730 S Bo:2:003:4 -115 32 = 01000001 00000000 00000000 00000000 1201b000 40000000 00000000 00000000
ffff0008cae04400 305193744 C Bo:2:003:4 0 32 >
ffff0008cae04d00 305194110 C Bi:2:003:1 0 64 = 00b0003c 00000008 0000ffff 0000ffff 0000ffff ffffffff 000000ff 00000000
ffff0008cae05800 305194113 C Bi:2:003:3 0 16 = 03000001 00000000 00000000 00000000
ffff0008cae05800 305194117 S Bi:2:003:3 -115 112 <
ffff0008cae04d00 305194120 S Bi:2:003:1 -115 4 <
ffff0008cae04400 305194123 S Bo:2:003:4 -115 32 = 01000001 00000000 00000000 00000000 1201b100 04000000 00000000 00000000
ffff0008cae04400 305194136 C Bo:2:003:4 0 32 >
ffff0008cae04d00 305194501 C Bi:2:003:1 0 4 = 00b1003c
ffff0008cae05800 305194504 C Bi:2:003:3 0 16 = 03000001 00000000 00000000 00000000
ffff0008cae05800 305194509 S Bi:2:003:3 -115 112 <
ffff0008cae04d00 305194513 S Bi:2:003:1 -115 64 <
ffff0008cae04400 305194516 S Bo:2:003:4 -115 32 = 01000001 00000000 00000000 00000000 1201b100 40000000 00000000 00000000
ffff0008cae04400 305194530 C Bo:2:003:4 0 32 >
ffff0008cae04d00 305194890 C Bi:2:003:1 0 64 = 00b1003c 00010003 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000
ffff0008cae05800 305194893 C Bi:2:003:3 0 16 = 03000001 00000000 00000000 00000000
ffff0008ca19a900 305224435 S Bi:2:003:3 -115 112 <
ffff0008ca19bf00 305224445 S Bi:2:003:1 -115 4 <
ffff0008ca19a700 305235102 S Bi:2:003:3 -115 112 <
ffff0008ca19aa00 305235490 C Bi:2:003:1 0 4 = 17000000
ffff0008ca19b600 305291732 S Bi:2:003:3 -115 112 <
// 数据交换，开始大量数据交换，可能是读取分区表或文件系统信息？
ffff0008ca19aa00 305291737 S Bo:2:003:4 -115 32 = 01000001 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000
ffff0008ca19aa00 305291752 C Bo:2:003:4 0 32 >
ffff0008cb0c2e00 305300390 S Bi:2:003:3 -115 112 <
ffff0008c9bf9500 305308043 C Bi:2:003:1 0 4096 = 20800000 20800100 20800200 20800300 20800400 20800c00 20800d00 20801800
ffff00081ac17800 305308471 C Bi:2:003:1 0 4096 = 40800000 40800100 40800200 40800300 40800400 40800c00 40800d00 40801800
ffff00081ac16900 305318660 S Bi:2:003:3 -115 112 <
ffff00081ac17600 305318671 S Bi:2:003:1 -115 4096 <
实例说明：adb shell
Bo:2:003:2表示：Bulk输出，总线2，设备3，端点21
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24ffff000820a6b228 1283730040 S Bo:2:003:2 -115 24 = 4f50454e 1d000000 00000000 22000000 00000000 b0afbab1
ffff000820a6be28 1283730048 S Bo:2:003:2 -115 34 = 7368656c 6c2c7632 2c544552 4d3d7874 65726d2d 32353663 6f6c6f72 2c707479
ffff000820a6b228 1283730203 C Bo:2:003:2 0 24 >
ffff000820a6be28 1283730217 C Bo:2:003:2 0 34 >
ffff0008c07e22f8 1283731484 C Bi:2:003:1 0 24 = 4f4b4159 05000000 1d000000 00000000 00000000 b0b4bea6
ffff0008c07e23f0 1283749814 C Bi:2:003:1 0 24 = 57525445 05000000 1d000000 18000000 00000000 a8adabba
ffff0008c07e24e8 1283749820 C Bi:2:003:1 0 24 = 01130000 00726f6f 74406331 3230302d 61646173 3a2f2320
ffff0008c07e22f8 1283770012 S Bi:2:003:1 -115 1048576 <
ffff000820a6be28 1283770043 S Bo:2:003:2 -115 24 = 57525445 1d000000 05000000 10000000 00000000 a8adabba
ffff000820a6b228 1283770046 S Bo:2:003:2 -115 16 = 050b0000 00333078 3132302c 30783000
ffff0008c07e23f0 1283770046 S Bi:2:003:1 -115 1048576 <
ffff0008c07e24e8 1283770047 S Bi:2:003:1 -115 1048576 <
ffff000820a6a028 1283770051 S Bo:2:003:2 -115 24 = 4f4b4159 1d000000 05000000 00000000 00000000 b0b4bea6
ffff000820a6be28 1283770092 C Bo:2:003:2 0 24 >
ffff000820a6b228 1283770097 C Bo:2:003:2 0 16 >
ffff000820a6a028 1283770099 C Bo:2:003:2 0 24 >
ffff0008c07e25e0 1283770226 C Bi:2:003:1 0 24 = 4f4b4159 05000000 1d000000 00000000 00000000 b0b4bea6
ffff0008c07e2010 1283770355 C Bi:2:003:1 0 24 = 57525445 05000000 1d000000 1d000000 00000000 a8adabba
ffff0008c07e2108 1283770358 C Bi:2:003:1 0 29 = 01180000 000d1b5b 4b0d726f 6f744063 31323030 2d616461 733a2f23 20
ffff0008c07e25e0 1283810009 S Bi:2:003:1 -115 1048576 <
ffff0008c07e2010 1283810011 S Bi:2:003:1 -115 1048576 <
ffff0008c07e2108 1283810011 S Bi:2:003:1 -115 1048576 <
ffff000820a6a028 1283810032 S Bo:2:003:2 -115 24 = 4f4b4159 1d000000 05000000 00000000 00000000 b0b4bea6
ffff000820a6a028 1283810045 C Bo:2:003:2 0 24 >
实例说明：硬盘拷贝4k文件
1 | root@tst:~# mount /dev/sdb1 /mnt/usbcat /sys/kernel/debug/usb/usbmon/0^C |
常用分析组合
开发阶段使用 动态调试 配合 debugfs；
遇到死锁或流程问题时使用 Ftrace；
发生崩溃时则依赖 Kdump + Crash 进行分析。
