Linux 内核动态打印调试（dev_info、 dev_dbg ）

目录

前言

1 printk消息级别

2 调整内核printk打印级别 

3 dev_xxx函数简介

4 配置内核使用动态打印

5 动态调试使用方法

6 动态打印调试的基本原理

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前言

在 kernel 驱动代码中，使用动态输出是系统内核调试的重要手段之一，printk打印是全局的，只能设置输出等级。而动态输出可以动态选择打开某个内核子系统的输出，可以有选择性地打开某些模块的输出，printk被dev_info，dev_dbg，dev_err之类的函数代替，dev_xxx函数的本质还是使用printk打印的，只是对printk进行了一层包装。

1 printk消息级别

Linux 内核共提供了八种不同的消息级别，分为级别 0~7。数值越大，表示级别越低，对应的消息越不重要。相应的宏定义在 include/linux/kern_levels.h 文件中。

#define KERN_SOH   "\001"      /* ASCII Start Of Header */
#define KERN_SOH_ASCII '\001'#define KERN_EMERG      KERN_SOH "0"   /* system is unusable */
#define KERN_ALERT      KERN_SOH "1"   /* action must be taken immediately */
#define KERN_CRIT       KERN_SOH "2"   /* critical conditions */
#define KERN_ERR        KERN_SOH "3"   /* error conditions */
#define KERN_WARNING    KERN_SOH "4"   /* warning conditions */
#define KERN_NOTICE     KERN_SOH "5"   /* normal but significant condition */
#define KERN_INFO       KERN_SOH "6"   /* informational */
#define KERN_DEBUG      KERN_SOH "7"   /* debug-level messages */

• KERN_ALERT 表示必须立即采取行动的消息；
• KERN_CRIT 表示临界状态，通常涉及严重的硬件或软件操作失败；
• KERN_ERR 用于报告错误状态，设备驱动程序会经常使用该级别来报告来自硬件的问题；
• KERN_WARNING 对可能出现问题的情况进行警告，这类情况通常不会对系统造成严重的问题；
• KERN_NOTICE 表示有必要进行提示的正常情形，许多与安全相关的状况用这个级别进行汇报；
• KERN_INFO 表示内核提示信息，很多驱动程序在启动的时候，用这个级别打印出它们找到的硬件信息；
• KERN_DEBUG 用于调试信息。
• KERN_EMERG 表示紧急事件，一般是系统崩溃之前提示的消息；

2 调整内核printk打印级别 

通过 /proc/sys/kernel/printk 文件可以调节 printk 的输出等级，该文件有 4 个数字值。例如，在 Ubuntu 上的值如下：

​​

 四个数值的含义如下：

控制台日志级别：优先级高于该值的消息将被打印至控制台；

默认的消息日志级别：将用该优先级来打印没有优先级的消息（即 printk 没有指定消息级别）；

最低的控制台日志级别：控制台日志级别可被设置的最小值（最高优先级）；

默认的控制台日志级别：控制台日志级别的缺省值。

通过修改 /proc/sys/kernel/printk 中的值来改变内核打印效果。例如，屏蔽掉所有的内核 printk 打印，只需要把第一个数值调到最小值1或者0，指令如下:

echo 1 4 1 7 > /proc/sys/kernel/printk

3 dev_xxx函数简介

下面简述下这几个dev_xxx函数的基本使用规则，以及动态调试使用方式。

• dev_info()： 启动过程、或者模块加载过程等 “通知类的” 信息等，一般只会通知一次，例如 probe 函数；
• dev_dbg()： 一般使用在普通错误，如-EINVAL、-ENOMEM 等 errno 发生处，用于调试；
• dev_err()： 一般使用在严重错误，尤其是用户无法得到 errno 的地方，或者程序员不容易猜测系统哪里出了问题的地方；

4 配置内核使用动态打印

• 打开内核动态调试开关，打开内核配置选项CONFIG_DEBUG_FS=y，CONFIG_DYNAMIC_DEBUG=y
• debugfs默认会挂载到/sys/kernel/debug，如果没有挂载，可以执行以下命令挂载： 

        mount -t debugfs none /sys/kernel/debug

5 动态调试使用方法

• 使用下面方式控制你想输出 dev_dbg() 信息

控制某个文件所有 dev_dbg()：
echo -n "file xxx.c +p" > /mnt/dbg/dynamic_debug/control

控制某个函数所有 dev_dbg()：
echo -n "func xxx +p" > /mnt/dbg/dynamic_debug/control

• 运行程序，使用 dmesg 则可以看到相应 dev_dbg() 的输出信息
• 当调试结束，不再想输出 dev_dbg() 信息了，使用下面命令关闭即可

echo -n "file xxx.c -p" > /sys/kernel/debug/dynamic_debug/control

echo -n "func xxx -p" > /sys/kernel/debug/dynamic_debug/control

例子：

echo -n "file ca_dsc_core.c +p" > /sys/kernel/debug/dynamic_debug/control 则打印ca_dsc_core.c所有的 dev_dbg() 信息
echo -n "func ca_dsc_read +p" > /sys/kernel/debug/dynamic_debug/control 则打印ca_dsc_read()函数所有 dev_dbg() 

上面是打开动态输出语句的例子，除了能输出pr_debug()/dev_dbg()函数中定义的输出信息外，还能输出一些额外信息，如函数名、行号、模块名字以及线程ID等

• p：打开动态输出语句（可以是某个文件，某个模块，某个函数，或者文件路径包含某个关键字的文件里所有的动态打印语句）
• f：输出函数名
• l：输出行号
• m：输出模块名字
• t：输出线程ID

另外，还可以在各个子系统的Makefile中添加ccflags来打开动态输出语句

Makefile：
ccflags-y += -DDEBUG
ccflags-y += -DVERBOSE_DEBUG

6 动态打印调试的基本原理

当编译选项CONFIG_DYNAMIC_DEBUG打开的时候，在编译阶段，kernel 会把所有使用 dev_dbg() 的信息记录在一个 table 中，这些信息我们可以从/sys/kernel/debug/dynamic_debug/control解析出来：

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