Linux內(nèi)核學(xué)習(xí)筆記：動態(tài)輸出調(diào)試

上篇說到printk調(diào)試，但printk是 全局的 ，只能設(shè)置輸出等級。而動態(tài)輸出可以動態(tài)選擇打開某個內(nèi)核子系統(tǒng)的輸出，可以有選擇性地打開某些模塊的輸出。

配置內(nèi)核編譯選項

要使用動態(tài)輸出，必須在配置內(nèi)核時打開CONFIG_DYNAMIC_DEBUG宏。內(nèi)核代碼里使用大量pr_debug()/dev_dbg()函數(shù)來輸出信息，這些就使用了動態(tài)輸出。

需要打開的內(nèi)核配置選項：

CONFIG_DEBUG_FS=y
CONFIG_DYNAMIC_DEBUG=y

CONFIG_DYNAMIC_DEBUG是配置動態(tài)輸出，它依賴于CONFIG_DEBUG_FS，而CONFIG_DEBUG_FS是debugfs 文件系統(tǒng) 。

打開內(nèi)核配置后，我們還需要掛載debugfs 文件系統(tǒng) 。

debugfs文件系統(tǒng)掛載

動態(tài)輸出在debugfs文件系統(tǒng)中有一個control文件節(jié)點(diǎn)，這個文件節(jié)點(diǎn)記錄了系統(tǒng)中所有使用動態(tài)輸出技術(shù)的 文件名路徑、輸出所在的行號、模塊名字和要輸出的語句 。

debugfs默認(rèn)會掛載到/sys/kernel/debug，如果沒有掛載，可以執(zhí)行以下命令掛載：

# mount -t debugfs none /sys/kernel/debug/

掛載debugfs文件系統(tǒng)后，可以查看control節(jié)點(diǎn)內(nèi)容：

# cat /sys/kernel/debug/dynamic_debug/control

動態(tài)輸出使用

打開svcsock.c文件中所有的動態(tài)輸出語句

# echo 'file svcsock.c +p' > /sys/kernel/debug/dynamic_debug/control

打開usbcore模塊中所有的動態(tài)輸出語句

# echo 'module usbcore +p' > /sys/kernel/debug/dynamic_debug/control

打開svc_process()函數(shù)中所有的動態(tài)輸出語句

# echo 'func svc_process() +p' > /sys/kernel/debug/dynamic_debug/control

打開文件路徑包含usb的文件里所有的動態(tài)輸出語句

# echo -n '*usb* +p' > /sys/kernel/debug/dynamic_debug/control

打開系統(tǒng)所有的動態(tài)輸出語句

# echo -n '+p' > /sys/kernel/debug/dynamic_debug/control

上面是打開動態(tài)輸出語句的例子，除了能輸出pr_debug()/dev_dbg()函數(shù)中定義的輸出信息外，還能輸出一些額外信息，如函數(shù)名、行號、模塊名字以及線程ID等

• p：打開動態(tài)輸出語句
• f：輸出函數(shù)名
• l：輸出行號
• m：輸出模塊名字
• t：輸出線程ID

另外，還可以在各個子系統(tǒng)的Makefile中添加ccflags來打開動態(tài)輸出語句

< ../Makefile >

ccflags-y += -DDEBUG
ccflags-y += -DVERBOSE_DEBUG

實際案例

例如在一個led驅(qū)動中的open()、write()等函數(shù)開頭添加一句pr_debug("%s enter\\n", **func **** ** );

#include < linux/module.h >
#include < linux/fs.h >
#include < linux/errno.h >
#include < linux/miscdevice.h >
#include < linux/kernel.h >
#include < linux/major.h >
#include < linux/mutex.h >
#include < linux/proc_fs.h >
#include < linux/seq_file.h >
#include < linux/stat.h >
#include < linux/init.h >
#include < linux/device.h >
#include < linux/tty.h >
#include < linux/kmod.h >
#include < linux/gfp.h >

static int major = 0;
static char kernel_buf[1024];
static struct class *hello_class;

#define MIN(a, b) (a < b ? a : b)

static ssize_t hello_drv_read (struct file *file, char __user *buf, size_t size, loff_t *offset)
{
 int err;
 pr_debug("%s enter\\n", __func__);

 err = copy_to_user(buf, kernel_buf, MIN(1024, size));
 return MIN(1024, size);
}

static ssize_t hello_drv_write (struct file *file, const char __user *buf, size_t size, loff_t *offset)
{
 int err;
 pr_debug("%s enter\\n", __func__);
 err = copy_from_user(kernel_buf, buf, MIN(1024, size));
 return MIN(1024, size);
}

static int hello_drv_open (struct inode *node, struct file *file)
{
 pr_debug("%s enter\\n", __func__);
 return 0;
}

static int hello_drv_close (struct inode *node, struct file *file)
{
 pr_debug("%s enter\\n", __func__);
 return 0;
}

/* 2. 定義自己的file_operations結(jié)構(gòu)體                                              */
static struct file_operations hello_drv = {
 .owner  = THIS_MODULE,
 .open    = hello_drv_open,
 .read    = hello_drv_read,
 .write   = hello_drv_write,
 .release = hello_drv_close,
};

static int __init hello_init(void)
{
 int err;
 
 pr_debug("%s enter\\n", __func__);
 major = register_chrdev(0, "hello", &hello_drv);  /* /dev/hello */

 hello_class = class_create(THIS_MODULE, "hello_class");
 err = PTR_ERR(hello_class);
 if (IS_ERR(hello_class)) {
  unregister_chrdev(major, "hello");
  return -1;
 }
 
 device_create(hello_class, NULL, MKDEV(major, 0), NULL, "hello"); /* /dev/hello */
 
 return 0;
}

static void __exit hello_exit(void)
{
 pr_debug("%s enter\\n", __func__);
 device_destroy(hello_class, MKDEV(major, 0));
 class_destroy(hello_class);
 unregister_chrdev(major, "hello");
}

module_init(hello_init);
module_exit(hello_exit);
MODULE_LICENSE("GPL");

為了方面查看，先清除內(nèi)核輸出：

# dmesg -c

然后加載驅(qū)動，執(zhí)行dmesg查看是否有打?。?/p>

# insmod hello_drv.ko
# dmesg

此時沒有pr_debug()的打印。這時再使用動態(tài)輸出打開hello_drv模塊的動態(tài)輸出：

# echo 'module hello_drv +p' > /sys/kernel/debug/dynamic_debug/control

然后執(zhí)行該驅(qū)動的應(yīng)用層程序，使其調(diào)用到驅(qū)動的open、write、close函數(shù)，從而執(zhí)行pr_debug()：

# ./hello_drv_test -w 10

再查看demsg內(nèi)容：

可以看到，當(dāng)打開了hello_drv模塊的動態(tài)輸出后，驅(qū)動中的pr_debug()語句就可以正常打印了。

再看看debugfs的control節(jié)點(diǎn)：

# cat /sys/kernel/debug/dynamic_debug/control

control節(jié)點(diǎn)記錄了剛剛執(zhí)行pr_debug()時的文件名、所在行號、模塊名、函數(shù)名和輸出語句（p表示動態(tài)輸出的語句）。