05. 李枫 用于 Linux 内核调试的 Python

• 语言: 中文（简体）
• 格式: .pdf
• 来源: github.com/PyConChina

摘要

文档介绍了使用Python进行Linux内核调试的方法，重点包括eBPF、BCC、LISA和Drgn等工具及其应用。演讲者李枫讨论了这些工具的概况和内部机制，以及如何将它们用于实践调试，尤其是在ARM环境中。文档还提到了LISA的局限性，并提出了一些扩展建议，如结合eBPF、重设计架构以支持现有内核分析工具等，以提升整体调试和分析能力。

AI总结

以下是对文档内容的简要总结：

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### 1. 概述
本文档介绍了在Linux内核调试中使用Python的方法和工具，重点讨论了eBPF、BCC、LISA和Drgn等技术及其在实际中的应用。

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### 2. Linux Kernel Debugging
- **eBPF**：一种高效的内核 instrumentation 技术，允许用户在内核中运行沙箱化的程序。
- **BCC**：一个基于eBPF的工具包，提供了Python和Lua等多语言前端，支持编译、加载和执行BPF程序。
- 功能包括：编译BPF程序、附加到kprobe/uprobe/tracepoint等、采集数据、构建新工具或一次性脚本。
- **LISA**：一个集成的Linux内核系统分析工具，适用于内核调试和分析，支持多种前端。
- 限制：偏向自动化测试，适配性不够通用，插件机制不足。

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### 3. BCC(BPF Compiler Collection)
- **概述**：BCC是一个功能强大的工具包，支持用户自定义的内核 instrumentation，适用于实时内核分析。
- **功能**：
- 编译BPF程序，支持多种语言前端。
- 支持多种 Probe 类型（如kprobe、uprobe、tracepoint等）。
- 提供框架用于构建新工具或脚本。

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### 4. LISA(Linux Integrated System Analysis)
- **概述**：LISA是一个集成化的内核分析工具，提供了便捷的用户界面和多种分析功能。
- **限制**：
- 偏向自动化测试，与LAVA（Linaro自动化测试框架）存在功能重叠。
- 主要面向Android系统，适配较为通用的Linux系统时需要额外调整。
- 插件机制较少，扩展性有限。

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### 5. Drgn
- **概述**：Drgn是一个基于Python的脚本调试库，提供了灵活的内核调试功能。
- **特点**：
- 支持内核调试和分析。
- 提供文档和示例，方便快速上手。
- **安装与使用**：
- 支持通过Python脚本安装和运行示例。
- 可选功能：构建libkdumpfile以支持压缩内核核心转储。

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### 6. 实践与开发环境
- **ARM开发环境**：
- 使用Manjaro-ARM系统（Kernel 5.3.5，GCC 9.1.0）。
- 配置步骤：
1. 禁用Android限制并解除部分Python包的限制。
2. 启动Jupyter Notebook服务器：`cd $LISA_SRC; source init_env`。
- 注意事项：构建内核时需要较长时间（约4.5小时）。

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### 7. Wrap-up
- **总结**：文档探讨了Linux内核调试中使用Python的技术与工具，包括BCC、LISA和Drgn等，强调了它们在实践中的应用和扩展潜力。
- **未来方向**：
- 扩展LISA功能，例如结合eBPF支持和重新设计架构以更好地支持现有内核分析工具。
- 进一步增强工具集成和插件机制。

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通过这份总结，读者可以快速了解Linux内核调试中使用Python的主要方法和工具，以及实际应用中的经验和改进建议。