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

很多內(nèi)核開(kāi)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(lái)打印信息，它與C庫(kù)的printf()函數(shù)類(lèi)似。

printk()與printf()的一個(gè)重要區(qū)別是： printk()提供輸出等級(jí) 。內(nèi)核會(huì)根據(jù)這個(gè)等級(jí)來(lái)判斷是否在終端或者串口中輸出。

printk等級(jí)

路徑：include/linux/kern_levels.h

#define KERN_EMERG KERN_SOH "0"  /* 最高輸出等級(jí)，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(cuò)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(gè)輸出等級(jí)，KERN_EMERG等級(jí)最高，KERN_DEBUG等級(jí)最低。在配置內(nèi)核時(shí)，由一個(gè)宏來(lái)設(shè)置系統(tǒng)默認(rèn)的輸出等級(jí)CONFIG_MESSAGE_LOGLEVEL_DEFAULT，通常這個(gè)默認(rèn)輸出等級(jí)為4，因此只有輸出等級(jí)高于4時(shí)才會(huì)輸出到終端或者串口，即只有KERN_EMERG~KERN_ERR滿足這個(gè)條件。

通常在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)階段，會(huì)把系統(tǒng)默認(rèn)等級(jí)設(shè)置為最低，以便在開(kāi)發(fā)測(cè)試階段可以暴露更多的問(wèn)題和調(diào)試信息，在發(fā)布產(chǎn)品時(shí)再把輸出等級(jí)設(shè)置為0或者4 。

修改printk等級(jí)

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

四個(gè)數(shù)字分表代表：

控制臺(tái)輸出等級(jí)

默認(rèn)消息等級(jí)

最低輸出等級(jí)

默認(rèn)控制臺(tái)輸出等級(jí)

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

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

另外，還可以通過(guò)在啟動(dòng)內(nèi)核時(shí)傳遞commandline給內(nèi)核的方法來(lái)修改系統(tǒng)默認(rèn)的輸出等級(jí)。例如，使用uboot引導(dǎo)內(nèi)核時(shí)，可以在uboot傳參的bootargs參數(shù)上，加上“loglevel=8”，這樣在系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)，就打開(kāi)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(guò)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(hào)（__LINE__），例如：

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

在雙引號(hào)""前加上輸出等級(jí)KERN_EMERG，代表輸出等級(jí)為0。

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

pr_xx( )封裝

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

Linux內(nèi)核將每一個(gè)輸出等級(jí)封裝為pr_xx()函數(shù)，例如，輸出等級(jí)KERN_INFO封裝為pr_info()，輸出等級(jí)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(duì)輸出等級(jí)為KERN_DEBUG的封裝是比較特殊的，因?yàn)閐ebug等級(jí)比較常用，內(nèi)核對(duì)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(dòng)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(jí)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