你知道Linux内核调试关键技术之一的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会在开头处加上样式的字符，n的范围是0~7，表示这个信息的级别。
当printk(......);中的n /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 (include\linux) 定义了0~7这8个级别的名称
#define kern_emerg /* system is unusable */#define kern_alert /* action must be taken immediately */#define kern_crit /* critical conditions */#define kern_err /* error conditions */#define kern_warning /* warning conditions */#define kern_notice /* normal but significant condition*/#define kern_info /* informational*/#define kern_debug /* 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_warningthere is a warning here!\n);//注意，中间没有逗号间隔。② printk(kern_debug%s %s %d\n, __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
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#
# dmesg
linux version 2.6.22.6 (book@book-desktop) (gcc version 3.4.5) #19 thu dec 8 14:06:03 cst 2016
cpu: arm920t [41129200] revision 0 (armv4t), cr=c0007177
machine: smdk2440
memory policy: ecc disabled, data cache writeback
on node 0 totalpages: 16384
dma zone: 128 pages usedformemmap
dma zone: 0 pages reserved
dma zone: 16256 pages, lifo batch:3
normal zone: 0 pages usedformemmap
cpu s3c2440a (id 0x32440001)
................................
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。
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# cat /proc/kmsg&
# ./firstdrvtest on
/work/linuxdrives/20.printk_debug/first_drv.c first_drv_open 23
/work/linuxdrives/20.printk_debug/first_drv.c first_drv_open 25
/work/linuxdrives/20.printk_debug/first_drv.c first_drv_open 27
# ./firstdrvtest off
/work/linuxdrives/20.printk_debug/first_drv.c first_drv_open 23
/work/linuxdrives/20.printk_debug/first_drv.c first_drv_open 25
/work/linuxdrives/20.printk_debug/first_drv.c first_drv_open 27
5、串口与printk函数的关系：
printk vprintk vscnprintf //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_sem call_console_drivers//从log_buf得到数据，算出打印级别 _call_console_drivers if ((msg_log_level 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
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当printk(......);中的n /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 (include\linux) 定义了0~7这8个级别的名称
#define kern_emerg /* system is unusable */#define kern_alert /* action must be taken immediately */#define kern_crit /* critical conditions */#define kern_err /* error conditions */#define kern_warning /* warning conditions */#define kern_notice /* normal but significant condition*/#define kern_info /* informational*/#define kern_debug /* 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_warningthere is a warning here!\n);//注意，中间没有逗号间隔。② printk(kern_debug%s %s %d\n, __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
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linux version 2.6.22.6 (book@book-desktop) (gcc version 3.4.5) #19 thu dec 8 14:06:03 cst 2016
cpu: arm920t [41129200] revision 0 (armv4t), cr=c0007177
machine: smdk2440
memory policy: ecc disabled, data cache writeback
on node 0 totalpages: 16384
dma zone: 128 pages usedformemmap
dma zone: 0 pages reserved
dma zone: 16256 pages, lifo batch:3
normal zone: 0 pages usedformemmap
cpu s3c2440a (id 0x32440001)
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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。
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# cat /proc/kmsg&
# ./firstdrvtest on
/work/linuxdrives/20.printk_debug/first_drv.c first_drv_open 23
/work/linuxdrives/20.printk_debug/first_drv.c first_drv_open 25
/work/linuxdrives/20.printk_debug/first_drv.c first_drv_open 27
# ./firstdrvtest off
/work/linuxdrives/20.printk_debug/first_drv.c first_drv_open 23
/work/linuxdrives/20.printk_debug/first_drv.c first_drv_open 25
/work/linuxdrives/20.printk_debug/first_drv.c first_drv_open 27
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__setup(console=, console_setup);static int __init console_setup(char *str){........add_preferred_console(name, idx, options);}
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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
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