Я понимаю назначение режима ядра и пользовательского режима и то, как происходит переход от первого ко второму. Тем не менее, многие источники утверждают, что сбой, происходящий в режиме ядра, трудно отладить и что это следует делать удаленно, например, путем подключения через telnet (вот пример).
Почему так сложно отлаживать? Почему вы не можете просто присоединить отладчик (ядра) к одному из потоков ядра и использовать его как обычно?
Сбой в режиме ядра потенциально может привести к повреждению структур данных в любом месте в памяти, даже в самом отладчике. Сделать это пуленепробиваемым сложно.
При обычной отладке у вас есть два полностью изолированных процесса — отладчик и то, что вы отлаживаете. Они «ровесники», созданные равными. Отлаживаемый процесс не может касаться отладчика, что бы он ни делал (и, вероятно, даже не знает, что он существует). С другой стороны, отладчик может взаимодействовать с отлаживаемым процессом фиксированными и предсказуемыми способами, которые всегда применимы ко всем обычным пользовательским процессам.
Пример: как бы вы отлаживали интерфейс клавиатуры, если это локальная отладка, или код RS232, если он работает через последовательный порт? Драйвер сетевой карты или сетевой стек, если он по сети? Установка точки останова в одном из них будет невосстановимой, потому что вы потеряете доступ к устройству, управляющему отладчиком. В худшем случае, как бы вы отладили отладчик ядра? С помощью GDB вы могли бы, по крайней мере теоретически, присоединить экземпляр GDB к другому экземпляру GDB без особых проблем. В пространстве ядра это просто невозможно, потому что выше нет промежуточного уровня.
Вы не можете отлаживать ядро интерактивно (или локально), потому что само ядро отвечает даже за вывод изображения на монитор (путем связи с соответствующим драйвером дисплея) и не только за это. Я бы поставил Ваш вопрос по-другому: можно ли отлаживать ядро проще, чем через телнет?
На этот вопрос мой ответ: да, это так. По крайней мере, на архитектурах X86/X64 с использованием виртуализации. Я использую VirtualBox для запуска гостевой ОС, которую я могу отлаживать на своей локальной машине. Я также использую VirtualKD (http://virtualkd.sysprogs.org/), который значительно ускоряет связь между отладочной машиной (хостом) и виртуальной машиной.
VirtualKD содержит пакет, который изменяет boot.ini гостевой Windows, поэтому вы можете включить отладку во время загрузки, выбрав соответствующий пункт меню, который Windows отображает вам.
