Linux核心除錯實務 - 城邦阅读花园


	藉由實用工具與進階技術，對Linux kernel與kernel模組進行有效除錯! 　　Linux kernel是世界公認最好的作業系統核心。但是要對kernel進行除錯，則是一件相當複雜的工作。本書是學習一切高階kernel除錯的全面性指南。深入涵蓋許多領域，例如基於工具的除錯（debug）技術（printk與動態除錯框架），並展示如何使用Kprobes。涉及記憶體的bug往往是一場惡夢，我們用兩個章節的篇幅來講解針對記憶體除錯的工具與技術。當kernel賞你一個Oops時，該如何準確地解讀才能解開最根本的問題呢？這本書提供了解答。　　並行性（concurrency）往往是一個複雜的主題，本書能幫助你確切地了解何謂資料競爭（data race），包括使用KCSAN來檢測這類問題。還有一些棘手的問題，無論是在除錯還是效能方面，都需要詳細的kernel層級追蹤；你將學習到如何使用Ftrace及其前端（frontend）的強大功能，還將會知道如何在kernel內部的GDB工具（KGDB）與許多其他工具，用於處理kernel lockup、hangs與可怕的kernel panic。　　讀完本書，你將能掌握各種強大的kernel debug工具與技術，以及具有在何時間點使用適當工具和技術的敏銳能力。　　你將學到的內容：　　探索基於工具的printk，以及功能強大的動態除錯框架（dynamic debug framework）　　使用靜態與動態的Kprobes，trap kernel/module 的函式　　使用KASAN、UBSAN、SLUB debug 和kmemleak捕捉kernel 的記憶體問題　　深入解譯Oops，並精準識別程式碼的行號位置　　了解資料競爭，並使用KCSAN捕捉難以捉摸的並行性（concurrency）問題　　利用Ftrace與trace-cmd詳細追蹤kernel流程　　撰寫自訂的kernel panic handler（處理常式），並檢測kernel lockup與hands 　　使用 KGDB 單步執行，以及 debug kernel/module 的原始碼


	目錄【PART 1 Kernel 除錯的簡介與方法】 chapter 1 軟體除錯概論 1.1 技術需求 1.2 軟體除錯 - 定義、起源與由來 1.3 軟體錯誤：真實案例 1.4 設定工作區 1.5 兩個 kernel 的故事 1.6 幾個簡單的 Debug 技巧提示結論 chapter 2 Debug Kernel 的方法 2.1 技術需求 2.2 分類 bug type 2.3 Debug Kernel：方法不同的原因 2.4 概述 debug kernel 的不同方法結論【PART 2 Kernel 與驅動程式的除錯工具與技術】 chapter 3 透過檢測除錯：使用 printk 與其族類 3.1 技術需求 3.2 無所不在的 kernel printk 3.3 將 printk 用於除錯目的 3.4 使用 kernel 強大的動態 debug 功能 3.5 剩下的 printk 雜項字元結論 chapter 4 透過Kprobes 儀器進行debug 4.1 了解 kprobes 基礎 4.2 使用 static kprobes - 傳統的探測方法 4.3 了解 ABI 的基本概念 4.4 使用 static kprobes - 範例 3 與範例 4 4.5 開始使用 kretprobes 4.6 Kprobes：限制性與不利因素 4.7 更簡單的方法：動態 kprobes 或基於 kprobes 的事件追蹤 4.8 透過 perf 和 eBPF 工具，對 execve() API 進行 trap 結論 chapter 5 Kernel 記憶體除錯問題初探 5.1 技術需求 5.2 記憶體到底出了什麼問題？ 5.3 使用 KASAN 和 UBSAN 找到記憶體 bug 5.4 使用 Clang 編譯 kernel 和 module 5.5 捕捉 kernel 中的記憶體缺陷：比較與注意事項 (Part 1) 結論 chapter 6 再論 Kernel 記憶體除錯問題 6.1 技術需求 6.2 透過 SLUB debug 偵測 slab 記憶體損毀 6.3 使用 kmemleak 找出記憶體洩漏問題 6.4 捕捉 kernel 中的記憶體缺陷：比較與注意事項(Part 2) 結論 chapter 7 Oops！解讀 kernel 的 bug 診斷 7.1 技術需求 7.2 產生一個簡單的 kernel bug 和 Oops 7.3 介紹 Kernel Oops 以及所代表的意義 7.4 魔鬼藏在細節裡：解碼 Oops 7.5 協助判斷 Oops 位置的工具與技術 7.6 ARM Linux 系統上的 Oops 及使用 Netconsole 7.7 幾個實際的 Oops 結論 chapter 8 鎖的除錯 8.1 技術需求 8.2 上鎖與 debug 因鎖產生的 bug 8.3 上鎖：快速總結要點 8.4 使用 KCSAN 攔截 concurrency bug 8.5 一些實際案例：由於上鎖問題導致的 kernel bug 結論【PART 3 額外的 Kernel 除錯工具與技術】 chapter 9 追蹤 Kernel 流程 9.1 技術需求 9.2 Kernel 追蹤技術：概論 9.3 使用 ftrace kernel 追蹤程式 9.4 使用 trace-cmd、KernelShark 與 perf-tools ftrace 前端工具 9.5 用 LTTng 和 Trace Compass 追蹤 kernel 的簡介結論 chapter 10 Kernel Panic、Lockup 以及 Hang 10.1 技術需求 10.2 Panic！Kernel panic 時會發生什麼事？ 10.3 撰寫自訂的 kernel panic 處理常式 10.4 偵測 kernel 中的 lockup 和 CPU 停止 10.5 採用 kernel 的掛起任務和工作佇列停止偵測器結論 chapter 11 使用 Kernel GDB (KGDB) 11.1 技術需求 11.2 從概念上理解 KGDB 的運作 11.3 為 KGDB 建立 ARM target 系統和 kernel 11.4 使用 KGDB debug kernel 11.5 使用 KGDB debug kernel 模組 11.6 [K]GDB：一些提示和技巧結論 chapter 12 再談談一些 kernel debug 方法 12.1 Kdump/crash 架構簡介 12.2 淺談 kernel 程式碼的靜態分析 12.3 Kernel code coverage 工具和測試框架簡介 12.4 其他：使用 journalctl、斷言 (assertions) 和警告結論索引