Linux內(nèi)核學(xué)習(xí)筆記：printk調(diào)試

很多內(nèi)核開發(fā)者喜歡的調(diào)試工具是printk，在Linux內(nèi)核中，使用printk()函數(shù)來打印信息，它與C庫的printf()函數(shù)類似。

printk()與printf()的一個重要區(qū)別是： printk()提供輸出等級 。內(nèi)核會根據(jù)這個等級來判斷是否在終端或者串口中輸出。

printk等級

路徑：include/linux/kern_levels.h

#define KERN_EMERG KERN_SOH "0"  /* 最高輸出等級，系統(tǒng)可能處于不可用的狀態(tài) */
#define KERN_ALERT KERN_SOH "1"  /* 緊急和理科需要處理的輸出 */
#define KERN_CRIT KERN_SOH "2"  /* 緊急情況 */
#define KERN_ERR KERN_SOH "3"  /* 發(fā)生錯誤的情況 */
#define KERN_WARNING KERN_SOH "4" /* 警告 */
#define KERN_NOTICE KERN_SOH "5"  /* 重要的提示 */
#define KERN_INFO KERN_SOH "6"  /* 提示信息 */
#define KERN_DEBUG KERN_SOH "7"  /* 調(diào)試輸出 */

Linux內(nèi)核為printk定義了8個輸出等級，KERN_EMERG等級最高，KERN_DEBUG等級最低。在配置內(nèi)核時，由一個宏來設(shè)置系統(tǒng)默認(rèn)的輸出等級CONFIG_MESSAGE_LOGLEVEL_DEFAULT，通常這個默認(rèn)輸出等級為4，因此只有輸出等級高于4時才會輸出到終端或者串口，即只有KERN_EMERG~KERN_ERR滿足這個條件。

通常在產(chǎn)品開發(fā)階段，會把系統(tǒng)默認(rèn)等級設(shè)置為最低，以便在開發(fā)測試階段可以暴露更多的問題和調(diào)試信息，在發(fā)布產(chǎn)品時再把輸出等級設(shè)置為0或者4 。

修改printk等級

# cat /proc/sys/kernel/printk  //printk默認(rèn)有4個等級
7  4  1  7

四個數(shù)字分表代表：

控制臺輸出等級

默認(rèn)消息等級

最低輸出等級

默認(rèn)控制臺輸出等級

在系統(tǒng)運(yùn)行時，我們也可以修改系統(tǒng)的輸出等級。打開所有的內(nèi)核輸出：

echo 8 > /proc/sys/kernel/printk  //打開所有的內(nèi)核輸出

另外，還可以通過在啟動內(nèi)核時傳遞commandline給內(nèi)核的方法來修改系統(tǒng)默認(rèn)的輸出等級。例如，使用uboot引導(dǎo)內(nèi)核時，可以在uboot傳參的bootargs參數(shù)上，加上“loglevel=8”，這樣在系統(tǒng)啟動時，就打開了所有內(nèi)核輸出。

printk的輸出格式

在實(shí)際調(diào)試中，printk()可以和printf()一樣，直接輸出一條字符串。

不過為了更好的顯示一些調(diào)試信息，可以加上函數(shù)名字（__func__）和代碼行號（__LINE__），例如：

printk(KERN_EMERG"figo：%s, %d", __func__, __LINE__);

在雙引號""前加上輸出等級KERN_EMERG，代表輸出等級為0。

另外，在使用printk()的時候需要注意輸出格式，否則在編譯時會出現(xiàn)很多的警告。printk的輸出格式：

pr_xx( )封裝

在使用printk的時候需要手動添加輸出等級KERN_INFO、KERN_WARNING等，這樣還是有些麻煩。因此，Linux內(nèi)核也對printk進(jìn)行了進(jìn)一步的封裝。

Linux內(nèi)核將每一個輸出等級封裝為pr_xx()函數(shù)，例如，輸出等級KERN_INFO封裝為pr_info()，輸出等級KERN_WARNING封裝為pr_warn()。具體如下：

#define pr_emerg(fmt, ...) \\
 printk(KERN_EMERG pr_fmt(fmt), ##__VA_ARGS__)

#define pr_alert(fmt, ...) \\
 printk(KERN_ALERT pr_fmt(fmt), ##__VA_ARGS__)

#define pr_crit(fmt, ...) \\
 printk(KERN_CRIT pr_fmt(fmt), ##__VA_ARGS__)

#define pr_err(fmt, ...) \\
 printk(KERN_ERR pr_fmt(fmt), ##__VA_ARGS__)

#define pr_warn(fmt, ...) \\
 printk(KERN_WARNING pr_fmt(fmt), ##__VA_ARGS__)

#define pr_notice(fmt, ...) \\
 printk(KERN_NOTICE pr_fmt(fmt), ##__VA_ARGS__)

#define pr_info(fmt, ...) \\
 printk(KERN_INFO pr_fmt(fmt), ##__VA_ARGS__)

#define pr_err(fmt, ...) \\
 printk(KERN_ERR pr_fmt(fmt), ##__VA_ARGS__)

這里對輸出等級為KERN_DEBUG的封裝是比較特殊的，因?yàn)閐ebug等級比較常用，內(nèi)核對pr_debug()分為了三種情況：

如果設(shè)置了 CONFIG_DYNAMIC_DEBUG，則此pr_debug()擴(kuò)展為 dynamic_pr_debug()，主要用于 動態(tài)輸出 。否則，如果定義了 DEBUG宏，則它等同于具有 KERN_DEBUG 日志級別的 printk。 如果未定義 DEBUG，則它什么都不做 。

pr_debug()的定義如下：

/* If you are writing a driver, please use dev_dbg instead */
#if defined(CONFIG_DYNAMIC_DEBUG) || \\
 (defined(CONFIG_DYNAMIC_DEBUG_CORE) && defined(DYNAMIC_DEBUG_MODULE))
#include < linux/dynamic_debug.h >

/**
 * pr_debug - Print a debug-level message conditionally
 * @fmt: format string
 * @...: arguments for the format string
 *
 * This macro expands to dynamic_pr_debug() if CONFIG_DYNAMIC_DEBUG is
 * set. Otherwise, if DEBUG is defined, it's equivalent to a printk with
 * KERN_DEBUG loglevel. If DEBUG is not defined it does nothing.
 *
 * It uses pr_fmt() to generate the format string (dynamic_pr_debug() uses
 * pr_fmt() internally).
 */
#define pr_debug(fmt, ...)   \\
 dynamic_pr_debug(fmt, ##__VA_ARGS__)
#elif defined(DEBUG)
#define pr_debug(fmt, ...) \\
 printk(KERN_DEBUG pr_fmt(fmt), ##__VA_ARGS__)
#else
#define pr_debug(fmt, ...) \\
 no_printk(KERN_DEBUG pr_fmt(fmt), ##__VA_ARGS__)
#endif