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Linux Kernel debugging with Vmware

VMware를 이용해 리눅스 커널 디버깅을 해보자


목차

  1. 목차
  2. guestOS Setting
    1. Debug symbol download
    2. KASLR 해제
  3. vmx configure
  4. remote attach
  5. Additional Info
  6. References

guestOS Setting

Debug symbol download

sudo apt-get update && sudo apt-get upgrade 명령을 통해 패키지 업그레이드를 진행한다.

이후 다음 명령을 실행한다.

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echo "deb http://ddebs.ubuntu.com $(lsb_release -cs) main restricted universe multiverse
deb http://ddebs.ubuntu.com $(lsb_release -cs)-updates main restricted universe multiverse
deb http://ddebs.ubuntu.com $(lsb_release -cs)-proposed main restricted universe multiverse" | \
sudo tee -a /etc/apt/sources.list.d/ddebs.list

Ubuntu 18.04

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sudo apt install ubuntu-dbgsym-keyring

Ubuntu 16.04

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sudo apt-key adv --keyserver keyserver.ubuntu.com --recv-keys F2EDC64DC5AEE1F6B9C621F0C8CAB6595FDFF622

심볼 설치!

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sudo apt-get update
sudo apt-get install linux-image-`uname -r`-dbgsym

이후 /usr/lib/debug/boot 디렉토리를 확인해 보면 다음과 같이 나타난다.

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[email protected]:~$ ls /usr/lib/debug/boot/
vmlinux-4.15.0-45-generic
[email protected]:~$

이 파일을 hostOS(debugger를 실행할)로 옮겨준다.

KASLR 해제

/etc/default/grubGRUB_CMDLINE_LINUX_DEFAULT필드에 “nokaslr”를 추가해준다.

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# If you change this file, run 'update-grub' afterwards to update
# /boot/grub/grub.cfg.
# For full documentation of the options in this file, see:
#   info -f grub -n 'Simple configuration'

GRUB_DEFAULT=0
GRUB_HIDDEN_TIMEOUT=0
GRUB_HIDDEN_TIMEOUT_QUIET=true
GRUB_TIMEOUT=10
GRUB_DISTRIBUTOR=`lsb_release -i -s 2> /dev/null || echo Debian`
GRUB_CMDLINE_LINUX_DEFAULT="quiet splash nokaslr"
GRUB_CMDLINE_LINUX=""

# Uncomment to enable BadRAM filtering, modify to suit your needs
# This works with Linux (no patch required) and with any kernel that obtains
# the memory map information from GRUB (GNU Mach, kernel of FreeBSD ...)
#GRUB_BADRAM="0x01234567,0xfefefefe,0x89abcdef,0xefefefef"

# Uncomment to disable graphical terminal (grub-pc only)
#GRUB_TERMINAL=console

# The resolution used on graphical terminal
# note that you can use only modes which your graphic card supports via VBE
# you can see them in real GRUB with the command `vbeinfo'
#GRUB_GFXMODE=640x480

# Uncomment if you don't want GRUB to pass "root=UUID=xxx" parameter to Linux
#GRUB_DISABLE_LINUX_UUID=true

# Uncomment to disable generation of recovery mode menu entries
#GRUB_DISABLE_RECOVERY="true"

# Uncomment to get a beep at grub start
#GRUB_INIT_TUNE="480 440 1"

설정 저장 후 sudo update-grub 필수!!!

vmx configure

guestOS의 VM file 경로로 이동해서 .vmx 파일의 마지막 줄에 다음 라인을 추가한다.

X32

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debugStub.listen.guest32 = "TRUE"
debugStub.listen.guest32.remote = "TRUE"
debugStub.hideBreakpoints = "FALSE"
monitor.debugOnStartGuest32 = "TRUE"

X64

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debugStub.listen.guest64 = "TRUE"
debugStub.listen.guest64.remote = "TRUE"
debugStub.hideBreakpoints = "FALSE"
monitor.debugOnStartGuest64 = "TRUE"

.vmx 파일 저장 후 guest OS를 부팅한다.

remote attach

GDB를 또 컴파일하긴 귀찮으니 IDA로 guestOS에서 옮긴 vmlinux 파일을 깐다.

긴 인내의 시간 후, IDA가 vmlinux 바이너리를 열고 symbol load가 끝나면, 일단 다시 로드하지 않도록 database save를 한번 해주자.

이후 Debugger - Select Debugger - Remote GDB debugger 선택, Debugger - Process options로 들어간다. Hostname 필드는 localhost, Port는 32bit- 8832, 64bit- 8864(VMware debugging service port)로 설정해준다.

설정이 끝났으면 Debugger - Attach to Process를 클릭해 Remote attach한 후 디버깅을 시작한다!

Additional Info

내가 할때는 왜인지는 모르겠지만 IDA로 확인한 vmlinux 심볼과 실제 guestOS에서 실행되는 함수 주소가 달랐다. 간단한 예를 들면, IDA에서 functions window로 확인한 vfs_kern_mount()의 주소는 0xffffffff8129D7F0이었는데, 실제 guestOS에서 cat /proc/kallsyms | grep vfs_kern_mount로 확인한 주소값은 0xffffffffaea9d7f0이었다.

이전에 IDA의 심볼 주소만 믿고 BP를 걸었다가 안되서 의문이었는데, 일단 BP는 잡히지만 왜 실제 주소가 다른지는 잘 모르겠다. 더 찾아볼 예정!!

2019-09-10 추가 위에서 심볼 주소가 안맞았던 이유가 GRUB 설정으로 nokaslr 옵션을 추가하고 sudo update-grub 명령을 입력해주지 않아서였다. 필수적으로 입력해주자!!

result

References

http://jidanhunter.blogspot.com/2015/01/linux-kernel-debugging-with-vmware-and.html

https://wiki.ubuntu.com/Debug%20Symbol%20Packages

http://www.alexlambert.com/2017/12/18/kernel-debugging-for-newbies.html

https://www.lazenca.net/display/TEC/02.Debugging+kernel+and+modules

https://dorgamza.tistory.com/1

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