你知道Linux內(nèi)核調(diào)試關(guān)鍵技術(shù)之一的printk？

1、簡介（基于s3c2440 linux）

在內(nèi)核調(diào)試技術(shù)之中，最簡單的就是printk的使用了，它的用法和C語言應(yīng)用程序中的printf使用類似，在應(yīng)用程序中依靠的是stdio.h中的庫，而在linux內(nèi)核中沒有這個庫，所以在linux內(nèi)核中，使用這個printk就要對內(nèi)核的實現(xiàn)有一定的了解。

printf和printk的區(qū)別:printk會在開頭處加上""樣式的字符，N的范圍是0~7，表示這個信息的級別。

當(dāng)printk(""......);中的n < console_loglevel 時候，這個信息才能被打印出來。

在內(nèi)核文件中Printk.c (kernel) 中初始化這個console_loglevel 的級別為7.

/* printk's without a loglevel use this.. */#define DEFAULT_MESSAGE_LOGLEVEL 4 /* KERN_WARNING *//* We show everything that is MORE important than this.. */#define MINIMUM_CONSOLE_LOGLEVEL 1 /* Minimum loglevel we let people use */#define DEFAULT_CONSOLE_LOGLEVEL 7 /* anything MORE serious than KERN_DEBUG */int console_printk[4] = { DEFAULT_CONSOLE_LOGLEVEL, /* console_loglevel */ DEFAULT_MESSAGE_LOGLEVEL, /* default_message_loglevel */ MINIMUM_CONSOLE_LOGLEVEL, /* minimum_console_loglevel */ DEFAULT_CONSOLE_LOGLEVEL, /* default_console_loglevel */};

2、通過命令cat /proc/sys/kernel/printk查看等級配置：

# cat /proc/sys/kernel/printk
7 4 1 7

其中的 7 4 1 7，分別對應(yīng)與：console_loglevel、default_message_loglevel、minimum_console_loglevel、default_console_loglevel?

3、修改等級配置：

#echo "1 4 1 7">/proc/sys/kernel/printk　改變這四個值，當(dāng)被console_loglevel設(shè)置為1的時候，所有的調(diào)試信息都會被打印出來。

4、printk函數(shù)記錄的名稱及使用

在內(nèi)核文件：Kernel.h (include\linux) 定義了0~7這8個級別的名稱

#define 　　KERN_EMERG 　 "<0>" /* system is unusable */#define KERN_ALERT "<1>" /* action must be taken immediately */#define KERN_CRIT "<2>" /* critical conditions */#define KERN_ERR "<3>" /* error conditions */#define KERN_WARNING "<4>" /* warning conditions */#define KERN_NOTICE "<5>" /* normal but significant condition*/#define KERN_INFO "<6>" /* informational*/#define KERN_DEBUG "<7>" /* debug-level messages */#define console_loglevel 　　　　 (console_printk[0])#define default_message_loglevel (console_printk[1])#define minimum_console_loglevel (console_printk[2])#define default_console_loglevel (console_printk[3])

使用printk：

① printk(KERN_WARNING"there is a warning here!\n");//注意，中間沒有逗號間隔。② printk(KERN_DEBUG"%s %s %d\n", __FILE__, __FUNCTION__, __LINE__);

在①和②中，我們需要查看緩沖區(qū)log_buf中的數(shù)據(jù)，才能看到打印出來的信息。需要使用命令 #dmesg

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# dmesg

Linux version 2.6.22.6 (book@book-desktop) (gcc version 3.4.5) #19 Thu Dec 8 14:06:03 CST 2016

CPU: ARM920T [41129200] revision 0 (ARMv4T), cr=c0007177

Machine: SMDK2440

Memory policy: ECC disabled, Data cache writeback

On node 0 totalpages: 16384

DMA zone: 128 pages used?for?memmap

DMA zone: 0 pages reserved

DMA zone: 16256 pages, LIFO batch:3

Normal zone: 0 pages used?for?memmap

CPU S3C2440A (id 0x32440001)
................................

還可以使用?cat /proc/kmsg& 后臺運行，實時打印出調(diào)試信息。在②中，__FILE__, __FUNCTION__, __LINE__分別對應(yīng)的是那個文件，那個函數(shù)，第幾行。非常實用。

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# cat /proc/kmsg&

# ./firstdrvtest on

<7>/work/LinuxDrives/20.printk_debug/first_drv.c first_drv_open 23

<7>/work/LinuxDrives/20.printk_debug/first_drv.c first_drv_open 25

<7>/work/LinuxDrives/20.printk_debug/first_drv.c first_drv_open 27

# ./firstdrvtest off

<7>/work/LinuxDrives/20.printk_debug/first_drv.c first_drv_open 23

<7>/work/LinuxDrives/20.printk_debug/first_drv.c first_drv_open 25

<7>/work/LinuxDrives/20.printk_debug/first_drv.c first_drv_open 27

5、串口與printk函數(shù)的關(guān)系：? ?

printk vprintk vscnprintf //先把輸出信息放入臨時BUFFER 　　　　 // Copy the output into log_buf. 　　　　// 把臨時BUFFER里的數(shù)據(jù)稍作處理，再寫入log_buf 　　　　// 比如printk("abc")會得到"<4>abc", 再寫入log_buf 　　　　// 可以用dmesg命令把log_buf里的數(shù)據(jù)打印出來重現(xiàn)內(nèi)核的輸出信息 // 調(diào)用硬件的write函數(shù)輸出 release_console_sem call_console_drivers　　　　　　　　　　//從log_buf得到數(shù)據(jù)，算出打印級別 _call_console_drivers if ((msg_log_level < console_loglevel）//如果級別足夠則打印 __call_console_drivers con->write //con是console_drivers鏈表中的項，對用具體的輸出函數(shù) 在drives/serial/s3c2410.c中查看在該函數(shù)中注冊一個console結(jié)構(gòu)體

static void s3c24xx_serial_console_write(struct console *co, const char *s,unsigned int count){uart_console_write(cons_uart, s, count, s3c24xx_serial_console_putchar);}

串口輸出函數(shù),會調(diào)用s3c24xx_serial_console_putchar函數(shù)

static int s3c24xx_serial_initconsole(void){ ........................... register_console(&s3c24xx_serial_console); return 0;}static struct console s3c24xx_serial_console ={.name= S3C24XX_SERIAL_NAME,//這個宏被定義為：TTYSAC.device= uart_console_device, //init進程，用戶程序打開/dev/console的時候會調(diào)用.flags= CON_PRINTBUFFER,//打印還沒有初始化化console前保存在log_buf里面的數(shù)據(jù).index= -1,//選擇那個串口，由uboot中的命令決定.write= s3c24xx_serial_console_write,//控制臺輸出函數(shù).setup= s3c24xx_serial_console_setup //串口設(shè)置函數(shù)};

這個函數(shù)和硬件相關(guān)，讀取寄存器，看數(shù)據(jù)是否被發(fā)送完成，最后將數(shù)據(jù)一個字節(jié)一個字節(jié)的寫入寄存器，s3c2440的串口控制器會自動把數(shù)據(jù)發(fā)送出去

static void s3c24xx_serial_console_putchar(struct uart_port *port, int ch){unsigned int ufcon = rd_regl(cons_uart, S3C2410_UFCON);while (!s3c24xx_serial_console_txrdy(port, ufcon))barrier();wr_regb(cons_uart, S3C2410_UTXH, ch);}

uboot的console=ttySAC0如果在linux中被識別出來是串口0的，在/kernel/printk.c中有一下代碼,

__setup("console=", console_setup);static int __init console_setup(char *str){........　　add_preferred_console(name, idx, options);}

內(nèi)核開始執(zhí)行時，會發(fā)現(xiàn)“console=...”的命令行參數(shù)時候，就會調(diào)用console_setup函數(shù)進行數(shù)據(jù)解析，對于命令行參數(shù)"console=ttySAC0"，會解析出：設(shè)備名（name）為ttySAC,索引index為0，這些信息被保存在類型為console_cmdline、名稱為console_cmdline的全局?jǐn)?shù)組中（注意：數(shù)組名和數(shù)組的類型相同）

在后面的register_console(&s3c24xx_serial_console);的時候，會將s3c24xx_serial_console結(jié)構(gòu)和console_cmdline數(shù)組中的設(shè)備進行比較。

①解析出來的name為S3C24XX_SERIAL_NAME 既“ttySAC”，而console_cmdline中的命令中的name也為“ttySAC”

②s3c24xx_serial_console結(jié)構(gòu)體中的索引index為-1，表示使用命令行參數(shù)“console=ttySAC0”中的索引，index = ?0

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