分类: LINUX
2014-08-14 10:35:07
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printk的日志级别定义如下(在linux-3.4\include\linux\kernel.h中):
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日志级别的范围是0~7,没有指定日志级别的printk语句默认采用的级别是DEFAULT_MESSAGE_LOGLEVEL,其定义列出如下(在linux-3.4\linux\printk.c中):
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内核可把消息打印到当前控制台上,可以指定控制台为字符模式的终端或打印机等。默认情况下,“控制台”就是当前的虚拟终端。为了更好地控制不同级别的信息显示在控制台上,内核设置了控制台的日志级别console_loglevel。printk日志级别的作用是打印一定级别的消息(不一定能显示出来,只是输出到buffer),与之类似,控制台只显示一定级别的消息。当日志级别小于console_loglevel时,消息才能显示出来。控制台相应的日志级别定义如下:
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如果系统运行了klogd和syslogd,则无论console_loglevel为何值,内核消息都将追加到/var/log/messages中。如果klogd没有运行,消息不会传递到用户空间,只能查看/proc/kmsg。
变量console_loglevel的初始值是DEFAULT_CONSOLE_LOGLEVEL,可以通过sys_syslog系统调用进行修改。调用klogd时可以指定-c开关选项来修改这个变量。如果要修改它的当前值,必须先杀掉klogd,再加-c选项重新启动它。
注:#ps -e 查看所有进程PID,然后KILL。
通过读写/proc/sys/kernel/printk文件可读取和修改控制台的日志级别。查看这个文件的方法如下:
#cat /proc/sys/kernel/printk 6 4 1 7 |
上面显示的4个数据分别对应控制台日志级别、默认的消息日志级别、最低的控制台日志级别和默认的控制台日志级别。使用printk时,只有级别小于控制台日志级别才能显示出来。
可用下面的命令设置当前日志级别:
# echo 8 > /proc/sys/kernel/printkprintk打印消息机制
在内核中,函数printk将消息打印到环形缓冲区__log_buf中,并将消息传给控制台进行显示。控制台驱动程序根据控制台的日志级别显示日志消息。
应用程序通过系统调用sys_syslog管理环形缓冲区__log_buf,它可以读取数据、清除缓冲区、设置日志级别、开/关控制台等。
当系统调用sys_syslog从环形缓冲区__log_buf读取数据时,如果缓冲区没有数据,系统调用sys_syslog所在进程将被加入到 等待队列log_wait中进行等待。当printk将数据打印到缓冲区后,将唤醒系统调用sys_syslog所在进程从缓冲区中读取数据。等待队列 log_wait定义如下:
DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(log_wait);//等待队列log_wait |
环形缓冲区__log_buf在使用之前就是已定义好的全局变量,缓冲区的长度为1 << CONFIG_LOG_ BUF_SHIFT。变量CONFIG_LOG_BUF_SHIFT在内核编译时由配置文件定义,对于i386平台,其值定义如下(在 linux26/arch/i386/defconfig中):
CONFIG_LOG_BUF_SHIFT=18 |
在内核编译时,编译器根据配置文件的设置,产生如下的宏定义:
#define CONFIG_LOG_BUF_SHIFT 18 |
环形缓冲区__log_buf定义如下(在linux26/kernel/printk.c中):
#define __LOG_BUF_LEN(1 << CONFIG_LOG_BUF_SHIFT) //定义环形缓冲区的长度,i386平台为 static char __log_buf[__LOG_BUF_LEN]; //printk的环形缓冲区 static char *log_buf = __log_buf; static int log_buf_len = __LOG_BUF_LEN; static DEFINE_SPINLOCK(logbuf_lock); |
通过宏定义LOG_BUF,缓冲区__log_buf具备了环形缓冲区的操作行为。宏定义LOG_BUF得到缓冲区指定位置序号的字符,位置序号超过缓冲区长度时,通过与长度掩码LOG_BUF_MASK进行逻辑与操作,位置序号循环回到环形缓冲区中的位置。
宏定义LOG_BUF及位置序号掩码LOG_BUF_MASK的定义列出如下:
#define LOG_BUF_MASK (log_buf_len-1) #define LOG_BUF(idx) (log_buf[(idx) & LOG_BUF_MASK]) |
为了指明环形缓冲区__log_buf字符读取位置,定义了下面的位置变量:
static unsigned long log_start; static unsigned long con_start; static unsigned long log_end; static unsigned long logged_chars; |
任何地方的内核调用都可以调用函数printk打印调试、安全、提示和错误消息。函数printk尝试得到控制台信号量 (console_sem),如果得到,就将信息输出到环形缓冲区__log_buf中,然后函数release_console_sem()在释放信号 量之前把环形缓冲区中的消息送到控制台,调用控制台驱动程序显示打印的信息。如果没得到信号量,就只将信息输出到环形缓冲区后返回。函数printk的调 用层次如图1所示。
图1 函数printk的调用层次图 |
函数printk列出如下(在linux26/kernel/printk.c中):
asmlinkage int printk(const char *fmt, ...) { va_list args; int r; va_start(args, fmt); r = vprintk(fmt, args); va_end(args); return r; } asmlinkage int vprintk(const char *fmt, va_list args) { unsigned long flags; int printed_len; char *p; static char printk_buf[1024]; static int log_level_unknown = 1; preempt_disable(); //关闭内核抢占 if (unlikely(oops_in_progress) && printk_cpu == smp_processor_id()) zap_locks(); local_irq_save(flags); //存储本地中断标识 lockdep_off(); spin_lock(&logbuf_lock); printk_cpu = smp_processor_id(); printed_len = vscnprintf(printk_buf, sizeof(printk_buf), fmt, args); for (p = printk_buf; *p; p++) { if (log_level_unknown) { if (printk_time) { int loglev_char; char tbuf[50], *tp; unsigned tlen; unsigned long long t; unsigned long nanosec_rem; if (p[0] == '<' && p[1] >='0' && p[1] <= '7' && p[2] == '>') { loglev_char = p[1]; //获取日志级别字符 p += 3; printed_len -= 3; } else { loglev_char = default_message_loglevel + '0'; } t = printk_clock();//返回当前时钟,以ns为单位 nanosec_rem = do_div(t, 1000000000); tlen = sprintf(tbuf, "<%c>[%5lu.%06lu] ", loglev_char, (unsigned long)t, nanosec_rem/1000);//写入格式化后的日志级别和时间 for (tp = tbuf; tp < tbuf + tlen; tp++) emit_log_char(*tp); //将日志级别和时间字符输出到循环缓冲区 printed_len += tlen; } else { if (p[0] != '<' || p[1] < '0' || p[1] > '7' || p[2] != '>') { emit_log_char('<'); emit_log_char(default_message_loglevel + '0'); //输出字符到循环缓冲区 emit_log_char('>'); printed_len += 3; } } log_level_unknown = 0; if (!*p) break; } emit_log_char(*p);//将其他printk_buf数据输出到循环缓冲区 if (*p == '/n') log_level_unknown = 1; } if (!down_trylock(&console_sem)) { console_locked = 1; printk_cpu = UINT_MAX; spin_unlock(&logbuf_lock); if (cpu_online(smp_processor_id()) || have_callable_console()) { console_may_schedule = 0; release_console_sem(); } else { console_locked = 0; up(&console_sem); } lockdep_on(); local_irq_restore(flags); //恢复本地中断标识 } else { printk_cpu = UINT_MAX; spin_unlock(&logbuf_lock); lockdep_on(); local_irq_restore(flags); //恢复本地中断标识 } preempt_enable(); //开启抢占机制 return printed_len; } |
函数release_console_sem()给控制台系统开锁,释放控制台系统及驱动程序调用者持有的信号量。持有信号量时,表示printk 已在缓冲区存有数据。函数release_console_sem()在释放信号量之前将这些数据送给控制台显示。如果后台进程klogd在等待环形缓冲 区装上数据,它唤醒klogd进程。
函数release_console_sem列出如下(在linux26/kernel/printk.c中):
void release_console_sem(void) { unsigned long flags; unsigned long _con_start, _log_end; unsigned long wake_klogd = 0; for ( ; ; ) { spin_lock_irqsave(&logbuf_lock, flags); wake_klogd |= log_start - log_end; if (con_start == log_end) break; _con_start = con_start; _log_end = log_end; con_start = log_end; spin_unlock_irqrestore(&logbuf_lock, flags); //调用控制台driver的write函数写入到控制台 call_console_drivers(_con_start, _log_end); } console_locked = 0; console_may_schedule = 0; up(&console_sem); spin_unlock_irqrestore(&logbuf_lock, flags); if (wake_klogd && !oops_in_progress && waitqueue_active(&log_wait)) wake_up_interruptible(&log_wait);//唤醒在等待队列上的进程 } |
函数_call_console_drivers将缓冲区中从start到end - 1的数据输出到控制台进行显示。在输出数据到控制台之前,它检查消息的日志级别。只有日志级别小于控制台日志级别console_loglevel的消 息,才能交给控制台驱动程序进行显示。
函数_call_console_drivers列出如下:
static void _call_console_drivers(unsigned long start, unsigned long end, int msg_log_level) { //日志级别小于控制台日志级别的消息才能输出到控制台 if ((msg_log_level < console_loglevel || ignore_loglevel) && console_drivers && start != end) { if ((start & LOG_BUF_MASK) > (end & LOG_BUF_MASK)) { __call_console_drivers(start & LOG_BUF_MASK, log_buf_len); __call_console_drivers(0, end & LOG_BUF_MASK); } else { __call_console_drivers(start, end); } } } |
函数__call_console_drivers调用控制台驱动程序的写操作函数显示消息。其列出如下:
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