Linux内核调试技术之printk

1、简介（基于s3c2440 linux）

在内核调试技术之中，最简单的就是printk的使用了，它的用法和C语言应用程序中的printf使用类似，在应用程序中依靠的是stdio.h中的库，而在linux内核中没有这个库，所以在linux内核中，使用这个printk就要对内核的实现有一定的了解。printf和printk的区别:printk会在开头处加上"<N>"样式的字符，N的范围是0~7，表示这个信息的级别。当printk（"<n>"......）;中的n < console_loglevel 时候，这个信息才能被打印出来。在内核文件中Printk.c （kernel）中初始化这个console_loglevel 的级别为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、通过命令cat /proc/sys/kernel/printk查看等级配置：

# cat /proc/sys/kernel/printk
7 4 1 7其中的 7 4 1 7，分别对应与：console_loglevel、default_message_loglevel、minimum_console_loglevel、default_console_loglevel

3、修改等级配置：

#echo "1 4 1 7">/proc/sys/kernel/printk 改变这四个值，当被console_loglevel设置为1的时候，所有的调试信息都会被打印出来。

4、printk函数记录的名称及使用

在内核文件：Kernel.h （includelinux）定义了0~7这8个级别的名称#define KERN_EMERG "<0>"/* system is unusable */#defineKERN_ALERT"<1>"/* action must be taken immediately */#defineKERN_CRIT "<2>"/* critical conditions */#defineKERN_ERR"<3>"/* error conditions */#defineKERN_WARNING"<4>"/* warning conditions */#defineKERN_NOTICE "<5>"/* normal but significant condition*/#defineKERN_INFO "<6>"/* informational*/#defineKERN_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！ "）;//注意，中间没有逗号间隔。

② printk（KERN_DEBUG"%s %s %d ", __FILE__, __FUNCTION__, __LINE__）;在①和②中，我们需要查看缓冲区log_buf中的数据，才能看到打印出来的信息。需要使用命令 #dmesg

123456789101112 # # dmesgLinux version 2.6.22.6 （book@book-desktop）（gcc version 3.4.5） #19 Thu Dec 8 14:06:03 CST 2016CPU: ARM920T [41129200] revision 0 （ARMv4T）, cr=c0007177Machine: SMDK2440Memory policy: ECC disabled, Data cache writebackOn 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 memmapCPU S3C2440A （id 0x32440001）<br>................................

还可以使用 cat /proc/kmsg& 后台运行，实时打印出调试信息。在②中，__FILE__, __FUNCTION__, __LINE__分别对应的是那个文件，那个函数，第几行。非常实用。

123456789 # 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、串口与printk函数的关系：

printkvprintkvscnprintf //先把输出信息放入临时BUFFER // Copy the output into log_buf. // 把临时BUFFER里的数据稍作处理，再写入log_buf // 比如printk（"abc"）会得到"<4>abc", 再写入log_buf // 可以用dmesg命令把log_buf里的数据打印出来重现内核的输出信息// 调用硬件的write函数输出release_console_semcall_console_drivers
//从log_buf得到数据，算出打印级别_call_console_driversif （（msg_log_level < console_loglevel）//如果级别足够则打印 __call_console_driverscon->write //con是console_drivers链表中的项，对用具体的输出函数在drives/serial/s3c2410.c中查看

在该函数中注册一个console结构体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）;}串口输出函数,会调用s3c24xx_serial_console_putchar函数static int s3c24xx_serial_initconsole（void）{...........................register_console（&s3c24xx_serial_console）;return 0;}
static struct console s3c24xx_serial_console =
{
.name= S3C24XX_SERIAL_NAME,//这个宏被定义为：TTYSAC
.device= uart_console_device, //init进程，用户程序打开/dev/console的时候会调用
.flags= CON_PRINTBUFFER,//打印还没有初始化化console前保存在log_buf里面的数据
.index= -1,//选择那个串口，由uboot中的命令决定
.write= s3c24xx_serial_console_write,//控制台输出函数
.setup= s3c24xx_serial_console_setup //串口设置函数
}; 这个函数和硬件相关，读取寄存器，看数据是否被发送完成，最后将数据一个字节一个字节的写入寄存器，s3c2440的串口控制器会自动把数据发送出去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中被识别出来是串口0的，在/kernel/printk.c中有一下代码,__setup（"console=", console_setup）;static int __init console_setup（char *str）
{
........
add_preferred_console（name, idx, options）;
} 内核开始执行时，会发现“console=...”的命令行参数时候，就会调用console_setup函数进行数据解析，对于命令行参数"console=ttySAC0"，会解析出：设备名（name）为ttySAC,索引index为0，这些信息被保存在类型为console_cmdline、名称为console_cmdline的全局数组中（注意：数组名和数组的类型相同）在后面的register_console（&s3c24xx_serial_console）;的时候，会将s3c24xx_serial_console结构和console_cmdline数组中的设备进行比较。①解析出来的name为S3C24XX_SERIAL_NAME 既“ttySAC”，而console_cmdline中的命令中的name也为“ttySAC”②s3c24xx_serial_console结构体中的索引index为-1，表示使用命令行参数“console=ttySAC0”中的索引，index = 0如果还想了解uboot的console=ttySAC0如果在linux中被识别出来是串口0的，可以看《嵌入式Linux开发完全手册》Page 365 PDF下载见 http://www.linuxidc.com/Linux/2011-01/31114.htm本文永久更新链接地址：http://www.linuxidc.com/Linux/2017-01/139030.htm