驱动程序调试方法之printk——printk的原理与使用

时间:2021-06-23 16:13:48

1、基本原理 (1)在UBOOT里设置console=ttySAC0或者console=tty1 这里是设置控制终端,tySAC0 表示串口, tty1 表示lcd
(2)内核用printk打印
内核就会根据命令行参数来找到对应的硬件操作函数,并将信息通过对应的硬件终端打印出来!
2、printk的使用 (1)printk函数的信息如何才能在终端显示出来 在内核代码include/linux/kernel.h中,定义了控制台的级别: extern int console_printk[];#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])
我们在到kernel/printk.c里找到console_printk的定义:
/* 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 */
DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(log_wait);
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 */};

于是我们知道控制台的级别是: 7   4     1     7 我们当然可以再这里修改,但是还有一个更简单的修改方法,即在用户空间使用下面的命令:
echo “1 4 1 7” > /proc/sys/kernel/printk
将1 4 1 7写入 /proc/sys/kernel/printk即可!
当我们使用printk函数时往往要加上信息级别,比如:
printk(KERN_WARNING"there is a warning here!\n")
其中KERN_WARNING就表示信息的级别,相关宏在函数include/linux/kernel.h中:
#define KERN_EMERG      "<0>"   /* system is unusable                   */#define KERN_ALERT      "<1>"   /* action must be taken immediately     */#define KERN_CRIT       "<2>"   /* critical conditions                  */#define KERN_ERR        "<3>"   /* error conditions                     */#define KERN_WARNING    "<4>"   /* warning conditions                   */#define KERN_NOTICE     "<5>"   /* normal but significant condition     */#define KERN_INFO       "<6>"   /* informational                        */#define KERN_DEBUG      "<7>"   /* debug-level messages                 */
如果没有指明信息级别的话,就会采用默认的信息级别,这个默认的信息级别我们在上面见到过的,就是:#define default_message_loglevel (console_printk[1])没有改动的情况下是4
上面我们说到了信息级别和控制台级别,下面我们要说到重点了!当信息级别的数值小于控制台的级别时,printk要打印的信息才会在终端打印出来,否则不会显示在终端!
(2)串口控制台printk        vprintk(fmt, args);                 vscnprintf(printk_buf, sizeof(printk_buf), fmt, args);                          vsnprintf(buf,size,fmt,args);//先把输出信息输入到临时buffer                          //把临时buffer里面的数据稍作处理,写入log_buffer                          //可以将信息级别与信息合并                          //在用户空间使用命令dmesg可以把log_buffer里面的数据打印出来                          release_console_sem();                                  call_console_drivers(_con_start, _log_end);                                          _call_console_drivers(start_print, cur_index, msg_level);                                                   __call_console_drivers(start, end);                                                            con->write(con, &LOG_BUF(start), end - start);//调用具体的输出函数
这个输出函数要把数据从串口输出的话,肯定要调用到串口硬件相关的函数我们到文件:drivers/serial/s3c2410.c里面去这里有个串口初始化函数:
s3c24xx_serial_initconsole       register_console(&s3c24xx_serial_console);
我们来看看它的注册函数:static struct console s3c24xx_serial_console ={.name= S3C24XX_SERIAL_NAME,.device= uart_console_device,.flags= CON_PRINTBUFFER,.index= -1,.write= s3c24xx_serial_console_write,.setup= s3c24xx_serial_console_setup};里面的确有个write函数!
但是我们还不知道printk选择的控制台为什么是串口呢?
我们知道uboot传入了参数:console=ttySAC0 或者 console=tty1

内核就通过如下的函数来处理传入的参数: __setup("console=", console_setup); 这是个宏 ,它的作用就是用函数console_setup来处理我们传入的参数 console_ setup          //先解码字符串为:name, idx, options,然后就使用这些:name, idx, options         add_preferred_console(name, idx, options);                   strcmp(console_cmdline[i].name, name)                   console_cmdline[i].index == idx   //将索引和名字都记录在了console_cmdline数组中了
我们记住这个数组,回过头来再来看:  register_console(&s3c24xx_serial_console);          if (strcmp(console_cmdline[i].name, console->name) != 0)                  continue; 我们看到在注册串口控制台的时候,会将串口控制台的名字与uboot传进来的参数相比较,一旦匹配才会注册。这样的话,只有与uboot传进来的控制台参数相一致的控制台才能注册成功。那么也就是说,printk会通过uboot设置的控制台的write函数,将信息打印出来!
另外还有一点需要牢记的就是,printk输出的信息会先保存在缓冲区log_buf中,所以我们当然可以通过查看log_buf来看输出信息了!而这个查看命令就是:dmesg 实际上,dmesg这个命令的作用就是去读/proc/kmsg这个文件。也就是说log_buf里面的内容是存放在/proc/kmsg这个文件里面的!
(3)使用printk 方法一: 我们可以再内核中使用如下打印语句: #define DEG_PRINTK printk //#define DEG_PRINTK(x...)
DEG_PRINTK("%s %s %d\n",_FILE_,_FUNCTION_,_LINE_); 这行打印语句的意思就是讲本行代码所在的文件的名(包括路径)、所在的函数、所在的行打印出来! 当我们需要调试的时候,就使用#define DEG_PRINTK printk这个宏,当不需要调试的时候,就使用#define DEG_PRINTK(x...)这个宏。其中#define DEG_PRINTK(x...)里面的"..."的意思是DEG_PRINTK的参数是可变的! 当代码比较少的时候,我们可以在每一行都加上这个打印语句,这样很容易就会发现错误的位置! 当代码比较多的时候,我们可以采用对半查找的方法!先在代码中间加上打印语句!然后判断出错位置在打印语句之前还是之后,如果出现在之前,就在之前的代码代码里面再次采用对半查找!
方法二: 上面我们说到过,要打印的信息会存放在log_buf中,通过文件/proc/kmsg可以来访问这个buf,然后将信息打印出来。由此我们就想了,我们是否可以构造这样一个mylog_buf,里面存放我们所需要的打印信息,通过一个/proc/kmsg文件可以访问该buf,然后打印出来?答案是肯定的!下面我们就一步步来完成!
接下一节

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