From 9706e1b94d2e08c78f6ff9d620577a4a8ccc2b6a Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: Chen Wang Date: Tue, 12 Apr 2022 15:42:24 +0800 Subject: [PATCH] added article gdb android emulator Signed-off-by: Chen Wang --- articles/20220315-howto-add-lunch-entry.md | 2 + .../20220412-howto-gdb-android-emulator.md | 107 ++++++++++++++++++ 2 files changed, 109 insertions(+) create mode 100644 articles/20220412-howto-gdb-android-emulator.md diff --git a/articles/20220315-howto-add-lunch-entry.md b/articles/20220315-howto-add-lunch-entry.md index d1220fe..107ec36 100644 --- a/articles/20220315-howto-add-lunch-entry.md +++ b/articles/20220315-howto-add-lunch-entry.md @@ -1,3 +1,5 @@ +![](./diagrams/android-riscv.png) + 文章标题：**如何为 AOSP 的 lunch 新增一个菜单项** - 作者：汪辰 diff --git a/articles/20220412-howto-gdb-android-emulator.md b/articles/20220412-howto-gdb-android-emulator.md new file mode 100644 index 0000000..67b8c80 --- /dev/null +++ b/articles/20220412-howto-gdb-android-emulator.md @@ -0,0 +1,107 @@ +![](./diagrams/android.png) + +文章标题：**GDB 调试 Android 模拟器** + +- 作者：汪辰 +- 联系方式： / + +文章大纲 + + +- [1. GDB 调试](#1-gdb-调试) +- [2. 改进](#2-改进) + + + +# 1. GDB 调试 + +最近在研究移植 Android 的 emulator，使之支持 RISC-V （rv64g）。摸索了一下使用 gdb 调试的方法，记下来备忘。 + +具体 emulator 环境的搭建方法请参考 [这篇](../docs/zh/howto-build-emu-riscv.md)。需要注意的是：为了支持 gdb 调试，编译 emulator 时必须加上 `--config debug` 选项。也就是说编译时要像下面这样执行： + +``` +$ cd external/qemu && android/rebuild.sh --config debug +``` + +接下来就可以调试了，同样以 ` +sdk_phone_arm64-eng` 为例，调试的方法如下： + +``` +$ cd $AOSP/ +$ . build/envsetup.sh +$ lunch sdk_phone_arm64-eng +$ cd /home/u/emu-dev/external/qemu +$ export ANDROID_BUILD_TOP=$AOSP +$ gdb -q -args objs/emulator -no-window -show-kernel -no-audio -qemu -machine virt +``` + +此时就会进入 gdb 的交互界面。注意 Android 的 emulator 实际上是一个封装了 QEMU 的前端。emulator 的入口函数可以参考 `android/emulator/main-emulator.cpp` 中的 `main()` 函数。这个函数主要的工作是在对我们输入的参数做初步的解析，然后封装调用了 QEMU，Android emulator 称 QEMU 为 backend，实际对应 `objs/qemu/linux-x86_64` 下的那些 `qemu-system-XXXX` 和 `qemu-system-XXXX-headless` 可执行程序，其中 headless 表示是不启动 GUI 的（`-no-window`）。具体的启动方式可以参考 `main()` 的最后面有如下代码： + +``` +safe_execv(emulatorPath, argv); +``` + +进这个函数可以发现在 Linux 平台上实际就是直接调用的 `execv()` + +也就是说我们启动的 emulator 这个进程会执行一会，很快就会被实际的 QEMU 进程所替换。具体调试时涉及 gdb 调试 `execv()`，但这在我使用的 gdb 8.1.1 上似乎不是问题，我们可以在启动初期对 QEMU 的代码直接设置断点。譬如 QEMU 的入口在 `android-qemu2-glue/main.cpp` 中的 `main()` 函数，我就像下面这样直接设置断点，此时 gdb 会提示找不到源码，原因很简单，我们加载的 emulator 中是不包含 `android-qemu2-glue/main.cpp` 这个文件的，但我们可以直接对 gdb 的 `Make breakpoint pending on future shared library load? (y or [n])` 直接回答 `y`，这样先强制记住这个断点，等 gdb 执行 `execv()` 加载新的程序到内存中时这个断点会自然生效。 + +``` +(gdb) b android-qemu2-glue/main.cpp:main +No source file named android-qemu2-glue/main.cpp. +Make breakpoint pending on future shared library load? (y or [n]) y +Breakpoint 1 (android-qemu2-glue/main.cpp:main) pending. +(gdb) +``` + +下面我们可以先 `n` 或者 `s` 调试 emulator 程序部分，等要执行 `execv()` 的时候我们就直接在 gdb 中输入 `r`，让 gdb 加载 QEMU，然后就会停在我们先前设置的断点上了。 +``` +(gdb) r +Starting program: /home/u/emu-dev/external/qemu/objs/emulator -no-window -show-kernel -no-audio -qemu -machine virt +[Thread debugging using libthread_db enabled] +Using host libthread_db library "/lib/x86_64-linux-gnu/libthread_db.so.1". +INFO | Android emulator version 31.2.1.0 (build_id ) (CL:N/A) +process 553471 is executing new program: /home/u/emu-dev/external/qemu/objs/qemu/linux-x86_64/qemu-system-aarch64-headless +[Thread debugging using libthread_db enabled] +Using host libthread_db library "/lib/x86_64-linux-gnu/libthread_db.so.1". +[New Thread 0x7ffff5aff700 (LWP 553476)] + +Thread 1 "qemu-system-aar" hit Breakpoint 1, main (argc=7, argv=0x7fffffffd268) at ../android-qemu2-glue/main.cpp:1193 +1193 if (argc < 1) { +(gdb) +``` + +# 2. 改进 + +在调试的时候我发现每次重新启动终端后都需要把到 AOSP 源码树目录下去执行 lunch，然后再切换回 emulator 目录下运行调试。这个有点麻烦，有没有办法省略掉这个操作能？我研究了一下 emulator 中 QEMU 的源码，发现之所以需要做这个操作，主要目的是为了产生 `ANDROID_PRODUCT_OUT` 这个环境变量的值。具体参考 `createAVD()` 这个函数，定义在 `android/android-emu/android/main-common.c` 中。具体的调用路径如下： + +``` +main -> emulator_parseCommonCommandLineOptions -> createAVD +``` + +在 `createAVD()` 中会尝试获取 `ANDROID_PRODUCT_OUT` 这个环境变量的值，而我们运行 lunch 就会产生并导出这个环境变量。 + +所以为了避免 lunch，我们也可以自己定义 `ANDROID_PRODUCT_OUT`，这个环境变量用于指定 `target-specific out directory where disk images will be looked for`。具体到我们这里的操作，对应的就是 `$AOSP/out/target/product/emulator_arm64`。 + +为方便每次启动 gdb 调试都要输入太多的命令，我们把所有操作都写到 gdbinit 文件中去 + +假设 `$AOSP` 是 `/aosp/wangchen/aosp12` +``` +$ cat ./gdbinit +set env ANDROID_BUILD_TOP=/home/u/aosp12 +set env ANDROID_PRODUCT_OUT=/home/u/aosp12/out/target/product/emulator_arm64 +set args -no-window -show-kernel -no-audio -qemu -machine virt +file /home/u/emu-dev/external/qemu/objs/emulator +set breakpoint pending on +b android-qemu2-glue/main.cpp:main +``` + +其中 `set breakpoint pending on` 的作用就是替代我们对下面暂时不存在的断点 `b android-qemu2-glue/main.cpp:main` 回答 yes。 + +然后我们就可以这样只需要输入下面两条命令就可以直接启动 gdb 了 +``` +$ cd /home/u/emu-dev/external/qemu +$ gdb -q -x +``` + + + -- Gitee