USB 2.0 カーネルデバッグ前編

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03/10/2009

こんにちは、K 里です。どうぞよろしくお願いします。

さて、今回は USB 2.0 カーネルデバッグについて紹介しようと思います。現在、カーネルデバッグの方法として、シリアルや 1394 インターフェースを用いてのデバッグが私たちの中では主流です。しかし、最近これらのインターフェースが搭載されない機器が出てきました。なので、おなじみ USB 2.0 インターフェースを使用してのデバッグ方法を 2 回に分けて説明しようと思います。皆様のお役に立てれば幸いです。

まずは、以下のモノをご用意くださいませ。

- USB 2.0 デバッグケーブル

USB2 Debug Device Functional Specification の要件を満たすケーブルであること。私たちは、PLX Technology 社製 NET20DC を使ってます。

- ホストコンピューター

EHCI コントローラーを搭載していること。サポートされた OS は、Windows 2000 以降。

- ターゲットコンピューター

EHCI コントローラーを搭載し、且つデバッグポートが外部的にアクセス可能であること。サポートされた OS は、Windows Vista 以降。

- デバッガー

Debugging Tools for Windows (Windbg) は、最新版をご使用ください。

それでは、設定手順について説明していきます。

1. デバイスドライバのインストール

(1) ホストマシンに Windbg をインストールします。

(2) ホストマシンとターゲットマシンを USB 2.0 ケーブルで接続します。

(3) ホストマシンに USB 2.0 Debug Connection Driver (usb2dbg.sys) をインストールします。(*1)

*1 usb2dbg.sys は、"Debugging Tools for Windows" 以下の usb フォルダ内にあります。

2. ターゲットマシンのデバッグ設定

bcdedit.exe を使用して以下のように設定します。

(1) デバッグ接続用のエントリを作成します。

bcdedit /copy {current} /d DebugMode

(2) デバッグタイプを USB に設定し、ターゲット名を指定します。

bcdedit /dbgsettings usb targetname:myVistaTarget

(3) 使用する EHCI コントローラーを指定します。

bcdedit /set {identifier} loadoptions busparams=x.y.z (*1)(*2)

(4) 対象エントリのデバッグモードを有効にします。

bcdedit /debug {identifier} on

*1 ターゲットコンピューターに搭載される EHCI コントローラーが複数ある場合に指定します。

*2 EHCI コントローラーの指定方法について

デバイスマネージャーより、デバッグに使用する EHCI コントローラーをダブルクリックします。下記の PCI バス 0, デバイス 29, 機能 7 より busparams=0.1d.7 となります。(<bus>.<device>.<function> は、それぞれ 16進数での指定が必要です) busparams による指定は、1394 デバッグ接続の場合でも同様に設定します。

ehci

例えばこんな感じ。

/********************************/

/*** 設定前のブート構成データ ***/

/********************************/

C:\Windows\system32>bcdedit

Windows ブートマネージャ

--------------------------------

identifier {bootmgr}

device partition=C:

description Windows Boot Manager

locale ja-JP

inherit {globalsettings}

default {default}

resumeobject {default}

displayorder {current}

toolsdisplayorder {memdiag}

timeout 30

Windows ブートローダー

--------------------------------

identifier {current}

device partition=C:

path \Windows\system32\winload.exe

description Microsoft Windows Vista

locale ja-JP

inherit {bootloadersettings}

osdevice partition=C:

systemroot \Windows

resumeobject {default}

nx OptIn

/********************************/

/*** デバッグ用エントリの設定 ***/

/********************************/

C:\Windows\system32>bcdedit /copy {current} /d DebugMode

エントリは {bf406aaa-9c00-11dc-9fd4-001aa0c59b79} に正常にコピーされました。

C:\Windows\system32>bcdedit /dbgsettings usb targetname:myVistaTarget

この操作を正しく終了しました。

C:\Windows\system32>bcdedit /set {bf406aaa-9c00-11dc-9fd4-001aa0c59b79} loadoptions busparams=0.1d.7

この操作を正しく終了しました。

C:\Windows\system32>bcdedit /debug {bf406aaa-9c00-11dc-9fd4-001aa0c59b79} on

この操作を正しく終了しました。

/********************************/

/*** 設定後のブート構成データ ***/

/********************************/

C:\Windows\system32>bcdedit

Windows ブートマネージャ

--------------------------------

identifier {bootmgr}

device partition=C:

description Windows Boot Manager

locale ja-JP

inherit {globalsettings}

default {default}

resumeobject {default}

displayorder {current}

{bf406aaa-9c00-11dc-9fd4-001aa0c59b79}

toolsdisplayorder {memdiag}

timeout 30

Windows ブートローダー

--------------------------------

identifier {current}

device partition=C:

path \Windows\system32\winload.exe

description Microsoft Windows Vista

locale ja-JP

inherit {bootloadersettings}

osdevice partition=C:

systemroot \Windows

resumeobject {default}

nx OptIn

Windows ブートローダー

--------------------------------

identifier {bf406aaa-9c00-11dc-9fd4-001aa0c59b79}

device partition=C:

path \Windows\system32\winload.exe

description DebugMode

locale ja-JP

loadoptions busparams=0.1d.7

inherit {bootloadersettings}

osdevice partition=C:

systemroot \Windows

resumeobject {default}

nx OptIn

debug Yes

C:\Windows\system32>bcdedit /dbgsettings

targetname myVistaTarget

debugtype USB

3. 接続確認

(1) ホストコンピューターとターゲットコンピューターを USB2.0 ケーブルで接続します。(*1)

(2) ターゲットコンピューターをデバッグモードで起動します。

(3) ホストコンピューター上で、Windbg を起動し、[File] -> [Kernel Debug] で USB2.0 を指定します。

*1 ターゲットコンピューター側では、EHCI コントローラーのデバッグポートに接続します。Intel EHCI コントローラーにおける規定の設定では、PORT1 がデバッグポートとして設定されています。ポート番号については、"Debugging Tools for Windows" 以下の usbview.exe にて確認できます。