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内核调试技术
调试是无法逃避的任务。进行调试有很多种方法，比如将消息打印到屏幕上、使用调试器，或只是考虑程序执行的情况并仔细地分析问题所在。
在修正问题之前，必须先找出问题的源头。举例来说，对于段错误，需要了解段错误发生在代码的哪一行。一旦发现了代码中出错的行，请确定该方法中变量的值、方法被调用的方式以及关于错误如何发生的详细情况。使用调试器将使找出所有这些信息变得很简单。如果没有调试器可用，还可以使用其他的工具。（请注意：有些Linux软件产品中可能并不提供调试器）。
9.1.3 调试方法介绍
内核调试方法很多，主要有以下4类。
n 通过打印函数。 n 获取内核信息。 n 处理出错信息。 n 内核源码调试。
在调试内核之前，通常需要配置内核的调试选项。图9.1给出了“Kernel hacking”配菜单下的各种调试选项。不同的调试方法，需要配置对应的选项。
每一种调试选项针对不同的调试功能。并且不是所有的调试选项在所有的平台上都能够支持。这里介绍一些“Kernel hacking”的调试选项，具体配置使用可以根据情况选择。
图9.1 内核调试选项
（1）编译选项“omit-frame-pointer”。 CONFIG_FRAME_POINTER在“Kernel hacking”中缺省的定义为“Y”。在Makefile根据这个选项来选择GCC编译选项。看看顶层Makefile中的这段代码就明白了。
ifdef CONFIG_FRAME_POINTER CFLAGS +=
-fno-omit-frame-pointer
$(call
cc-option,-fno-optimize-sibling-calls,)
else CFLAGS += -fomit-frame-pointer endif
（2）“Show timing information on printks”。
CONFIG_PRINTK_TIME在printk打印的信息中包含时间信息，可以用来测量内核操作之间的时间间隔。
（3）“Kernel debugging”。
CONFIG_DEBUG_KERNEL选择调试内核选项以后，才可以显示有关的内核调试子项。大部分内核调试选项都依赖于它。
（4）“Magic SysRq key”。
CONFIG_MAGIC_SYSRQ使能系统请求键，可以用于系统调试。 （5）“Kernel log buffer size (16 => 64KB, 17 => 128KB)”。 CONFIG_LOG_BUF_SHIFT设置内核日志缓冲区（log_buf）大小，16表示64KB，17表示128KB。
（6）“Detect Soft Lockups”。
CONFIG_DETECT_SOFTLOCKUP探测内核软死锁状态，例如：有些BUG导致内核一直循环超过10s，而无法调度其他任务执行。一旦探测到死锁状态，内核将打印出当前的堆栈回溯信息。
（7）“Collect scheduler statistics”。
CONFIG_SCHEDSTATS可以在调度器相关的子程序中插入一些代码，采集统计调度器的动作。通过/proc/schedstat接口可以读取这些信息。
（8）“Debug memory allocations”。
CONFIG_DEBUG_SLAB让内核对内存分配进行有限的验证，这会控制管理空闲的内存，会使kmalloc()等函数速度变慢。
（9）“Debug preemptible kernel”。
CONFIG_DEBUG_PREEMPT使能内核抢占调试功能。如果在非抢占安全的状况下使用，将打印警告信息。另外，还可以探测抢占技术下溢。
（10）“Spinlock debugging”。
CONFIG_DEBUG_SPINLOCK使能自旋锁（spinlock）调试功能。捕捉自旋锁初始化等方面的错误，结合NMI watchdog可以调试死锁。
（11）“Sleep-inside-spinlock checking”。
CONFIG_DEBUG_SPINLOCK_SLEEP检查程序中自旋锁内休眠的情况。因为持有自旋锁休眠将可能引起其他任务等待锁。
（12）“kobject debugging”。
CONFIG_DEBUG_KOBJECT可以把更多kobject的调试信息发送到系统日志中。
（13）“Highmem debugging”。
CONFIG_DEBUG_HIGHMEM对高端内存系统进行额外的检查。
（14）“Verbose BUG() reporting (adds 70K)”。
CONFIG_DEBUG_BUGVERBOSE使BUG()的panic报告执行的文件名和调用BUG()的行号。
（15）“Compile the kernel with debug info”。
CONFIG_DEBUG_INFO使内核映像包含调试信息，可以方便内核源码调试。
（16）“Enable ioremap() debugging”。
CONFIG_DEBUG_IOREMAP这个选项会使内核区分ioremap映射的内存和物理内存，并且打印一些回溯信息。
（17）“Debug Filesystem”。
CONFIG_DEBUG_FS支持伪文件系统debugfs，用来存放调试文件。
（18）“Compile the kernel with frame pointers”。
CONFIG_FRAME_POINTER配置内核编译选项：no-omit-frame-pointer。
（19）“Verbose user fault messages”。
CONFIG_DEBUG_USER在应用程序因为例外崩溃的时候，打印错误信息。
（20）“Wait queue debugging”。
CONFIG_DEBUG_WAITQ使能调试等待队列的功能。
（21）“Verbose kernel error messages”。
CONFIG_DEBUG_ERRORS当内核探测到内部错误的时候，打印调试信息。
（22）“Kernel low-level debugging functions”。
CONFIG_DEBUG_LL包含printascii、printch、printhex等调试子程序，方便控制台启动以前的调试工作。
（23）“Kernel low-level debugging via EmbeddedICE DCC channel”。
CONFIG_DEBUG_ICEDCC把调试信息重定向到EmbeddedICE的DCC通道。这仅对于ARM9类型的ICE仿真器可以使用。
（24）“Kernel low-level debugging messages via footbridge serial port”。
CONFIG_DEBUG_DC21285_PORT把调试信息重定向到DC21285（Footbridge）串口。这仅对于特定的硬件平台可用。
（25）“Kernel low-level debugging messages via S3C2410 UART”。
CONFIG_DEBUG_S3C2410_PORT把调试信息重定向到S3C2410串口。这仅对于S3C2410平台可用。
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