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分类: LINUX

2015-03-14 16:28:40

原文地址:ldd3学习之四:调试技术 作者:leon_yu

内核中的调试支持
内核开发者一般都已经建立了多项用于调试的功能。但是由于这些功能会造成额外的输出,并导致能下降,因此发行版厂商通常会禁止发行版内核中的调试功能。
为了实现内核调试,我在内核配置上增加了几项:
Kernel hacking  --->    
        [*] Magic SysRq key
        [*] Kernel debugging
        [*]   Debug slab memory allocations 
        [*]   Spinlock and rw-lock debugging: basic checks
        [*]   Spinlock debugging: sleep-inside-spinlock checking
        [*]   Compile the kernel with debug info 
        [*] Magic SysRq key
Device Drivers  ---> 
        Generic Driver Options  --->
          [*] Driver Core verbose debug messages
General setup  --->
       [*] Configure standard kernel features (for small systems)  --->
          [*]   Load all symbols for debugging/ksymoops
书上介绍的还有其他配置。
方法一:printk
首先,printk有8个loglevel,定义在中:

#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   */

未指定优先级的默认级别定义在/kernel/printk.c中:
  1. /* printk's without a loglevel use this.. */
  2. #define DEFAULT_MESSAGE_LOGLEVEL 4 /* KERN_WARNING */
当优先级的值小于console_loglevel这个整数变量的值,信息才能显示出来。而console_loglevel的初始值DEFAULT_CONSOLE_LOGLEVEL也定义在/kernel/printk.c中:

#define DEFAULT_CONSOLE_LOGLEVEL 7 /* anything MORE serious than KERN_DEBUG */

还可以通过对/proc/sys/kernel/printk的访问来改变console_loglevel的
四个数字的含义:当前的loglevel、默认loglevel、最小允许的loglevel、引导时的默认loglevel。
Linux消息处理方法的一个特点是:可以在任何地方调用printk,甚至在终端处理函数里也可以调用,而且对数据量的大小没有限制,唯一缺点是可能丢失某些数据。
fdfdf
为了方便的打开和关闭调试信息,ldd3提供以下源码:
  1. /* Macros to help debugging */
  2. #undef PDEBUG /* undef it, just in case */
  3. #ifdef SCULL_DEBUG
  4. # ifdef __KERNEL__
  5.      /* This one if debugging is on, and kernel space */
  6. # define PDEBUG(fmt, args...) printk( KERN_DEBUG "scull: " fmt, ## args)
  7. # else /* This one for user space */
  8. # define PDEBUG(fmt, args...) fprintf(stderr, fmt, ## args)
  9. # endif
  10. #else
  11. # define PDEBUG(fmt, args...) /* not debugging: nothing */
  12. #endif

  13. #undef PDEBUGG
  14. #define PDEBUGG(fmt, args...) /* nothing: it's a placeholder */

Makefile中要添加的语句:

  1. # Comment/uncomment the following line to disable/enable debugging
  2. DEBUG = y


  3. # Add your debugging flag (or not) to CFLAGS
  4. ifeq ($(DEBUG),y)
  5.   DEBFLAGS = -O -g -DSCULL_DEBUG # "-O" is needed to expand inlines
  6. else
  7.   DEBFLAGS = -O2
  8. endif

  9. CFLAGS += $(DEBFLAGS)

这些宏是很有用的,仅有的缺点是每次开启和关闭消息显示时,都要重新编译模块。

③为了避免printk重复输出过快而阻塞系统,内核使用以下函数跳过部分输出

  1. int printk_ratelimit(void);
典型应用:
  1. if (printk_ratelimit( ))
  2.     printk(KERN_NOTICE "The printer is still on fire\n");

可以通过修改/proc/sys/kernel/printk_ratelimit(重开信息前应等待的秒数)和/proc/sys/kernel/printk_ratelimit_burst(在速度限制前可接受的信息数)来定制printk_ratelimit的行为。 Linux还提供了打印设备编号的宏(在中定义):

  1. int print_dev_t(char *buffer, dev_t dev);
  2. char *format_dev_t(char *buffer, dev_t dev);

两个函数的唯一区别是:print_dev_t返回打印字符数,format_dev_t返回缓冲区指针。注意缓冲区char *buffer的大小应至少有20B。

方法二:oops
1.Oops是内核级的Segmentation Fault。
应用程序-->访问非法内存或非法指令-->Segment信号-->行为是coredump
kernel-->打印Oops信息
2.分析步骤
①错误提示原因
②调用栈(对照反汇编代码)  back tree:
③寄存器。 PC is at fun+0x1c/0x30
           PC-->fun函数0x1c偏移处,0x30是fun长度
 
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