一、調(diào)試前的準(zhǔn)備
內(nèi)核級(jí)bug具有行為不可靠，定義不清晰或者說(shuō)很難再現(xiàn)的諸多特定，為內(nèi)核級(jí)的bug跟蹤和調(diào)試帶來(lái)了很大的困難。
對(duì)于一些定義不清楚地bug，問(wèn)題的關(guān)鍵就是找到bug的源頭，很多時(shí)候，當(dāng)你精確地重現(xiàn)一個(gè)bug的時(shí)候，你就離成功不遠(yuǎn)了。
二、內(nèi)核中的bug
從隱藏在源代碼中的錯(cuò)誤到展現(xiàn)在目擊者面前的bug，其發(fā)作往往是一系列連鎖反應(yīng)的事件才可能出發(fā)的。
雖然內(nèi)核調(diào)試有一定的困難，但是通過(guò)你的努力和理解，說(shuō)不定你會(huì)喜歡上這樣的挑戰(zhàn)。
三、printk( )
內(nèi)核提供的格式化打印函數(shù)。
1、printk函數(shù)的健壯性
健壯性是printk最容易被接受的一個(gè)特質(zhì)，幾乎在任何地方，任何時(shí)候內(nèi)核都可以調(diào)用它（中斷上下文、進(jìn)程上下文、持有鎖時(shí)、多處理器處理時(shí)等）。
在系統(tǒng)啟動(dòng)過(guò)程中，終端初始化之前，在某些地方是不能調(diào)用的。
2、記錄等級(jí)
printk函數(shù)可以指定一個(gè)記錄級(jí)別，內(nèi)核根據(jù)這個(gè)級(jí)別來(lái)判斷是否在終端上打印消息。
記錄級(jí)別定義在<linux/kernel.h>中。
調(diào)用方式：printk(KER_DEBUG “This is a debug notice!/n”); 內(nèi)核用這個(gè)指定的紀(jì)錄等級(jí)和當(dāng)前終端的紀(jì)錄等級(jí)console_loglevel比較，來(lái)決定是不是向終端打印。
3、記錄緩沖區(qū)
內(nèi)核消息都被保存在一個(gè)LOG_BUF_LEN大小的環(huán)形隊(duì)列中。
關(guān)于LOG_BUF_LEN定義：
#define __LOG_BUF_LEN (1 << CONFIG_LOG_BUF_SHIFT)
變量CONFIG_LOG_BUF_SHIFT在內(nèi)核編譯時(shí)由配置文件定義，對(duì)于i386平臺(tái)，其值定義如下（在linux26/arch/i386/defconfig中）：
CONFIG_LOG_BUF_SHIFT=18
緩沖區(qū)操作：
①消息被讀出到用戶空間時(shí)，此消息就會(huì)從環(huán)形隊(duì)列中刪除。
②當(dāng)消息緩沖區(qū)滿時(shí)，如果再有printk()調(diào)用時(shí)，新消息將覆蓋隊(duì)列中的老消息。
③在讀寫環(huán)形隊(duì)列時(shí)，同步問(wèn)題很容易得到解決。
這個(gè)紀(jì)錄緩沖區(qū)之所以稱為環(huán)形，是因?yàn)樗淖x寫都是按照環(huán)形隊(duì)列的方式進(jìn)行操作的。
4、syslogd和klogd
在標(biāo)準(zhǔn)的Linux系統(tǒng)上，用戶空間的守護(hù)進(jìn)程klogd從紀(jì)錄緩沖區(qū)中獲取內(nèi)核消息，再通過(guò)syslogd守護(hù)進(jìn)程把這些消息保存在系統(tǒng)日志文件中。klogd進(jìn)程既可以從/proc/kmsg文件中，也可以通過(guò)syslog()系統(tǒng)調(diào)用讀取這些消息。默認(rèn)情況下，它選擇讀取/proc方式實(shí)現(xiàn)。klogd守護(hù)進(jìn)程在消息緩沖區(qū)有新的消息之前，一直處于阻塞狀態(tài)。一旦有新的內(nèi)核消息，klogd被喚醒，讀出內(nèi)核消息并進(jìn)行處理。默認(rèn)情況下，處理例程就是把內(nèi)核消息傳給syslogd守護(hù)進(jìn)程。
syslogd守護(hù)進(jìn)程一般把接收到的消息寫入/var/log/messages文件中。不過(guò)，還是可以通過(guò)/etc/syslog.conf文件來(lái)進(jìn)行配置，可以選擇其他的輸出文件。
四、OOPS
作為內(nèi)核的開發(fā)者，必定將會(huì)經(jīng)常處理OOPS。
1、ksymoops
在 Linux 中，調(diào)試系統(tǒng)崩潰的傳統(tǒng)方法是分析在發(fā)生崩潰時(shí)發(fā)送到系統(tǒng)控制臺(tái)的 Oops 消息。一旦您掌握了細(xì)節(jié)，就可以將消息發(fā)送到 ksymoops 實(shí)用程序，它將試圖將代碼轉(zhuǎn)換為指令并將堆棧值映射到內(nèi)核符號(hào)。
ksymoops需要幾項(xiàng)內(nèi)容：Oops 消息輸出、來(lái)自正在運(yùn)行的內(nèi)核的 System.map 文件，還有 /proc/ksyms、vmlinux 和 /proc/modules。
關(guān)于如何使用 ksymoops，內(nèi)核源代碼 /usr/src/linux/Documentation/oops-tracing.txt 中或 ksymoops 手冊(cè)頁(yè)上有完整的說(shuō)明可以參考。Ksymoops 反匯編代碼部分，指出發(fā)生錯(cuò)誤的指令，并顯示一個(gè)跟蹤部分表明代碼如何被調(diào)用。
#cat /proc/kallsyms
c0100240 T _stext
c0100240 t run_init_process
c0100240 T stext
c0100269 t init
五、內(nèi)核調(diào)試配置選項(xiàng)
在編譯內(nèi)核的時(shí)候，為了方便調(diào)試和測(cè)試代碼，內(nèi)核提供了許多配置選項(xiàng)。
調(diào)試原子操作
從內(nèi)核2.5開發(fā)，為了檢查各類由原子操作引發(fā)的問(wèn)題，內(nèi)核提供了極佳的工具。
內(nèi)核提供了一個(gè)原子操作計(jì)數(shù)器，它可以配置成，一旦在原子操作過(guò)程中，進(jìn)城進(jìn)入睡眠或者做了一些可能引起睡眠的操作，就打印警告信息并提供追蹤線索。
所以，包括在使用鎖的時(shí)候調(diào)用schedule()，正使用鎖的時(shí)候以阻塞方式請(qǐng)求分配內(nèi)存等，各種潛在的bug都能夠被探測(cè)到。
下面這些選項(xiàng)可以最大限度地利用該特性：
CONFIG_PREEMPT = y
CONFIG_DEBUG_KERNEL = y
CONFIG_KLLSYMS = y
CONFIG_SPINLOCK_SLEEP = y
六、引發(fā)bug并打印信息
1、一些內(nèi)核調(diào)用可以用來(lái)方便標(biāo)記bug，提供斷言并輸出信息。最常用的兩個(gè)是BUG()和BUG_ON()。
當(dāng)調(diào)用這兩個(gè)宏的時(shí)候，它們會(huì)引發(fā)OOPS，導(dǎo)致棧的回溯和錯(cuò)誤消息的打印。
2、dump_stack()
有些時(shí)候，只需要在終端上打印一下棧的回溯信息來(lái)幫助你調(diào)試。這時(shí)可以使用dump_stack()。這個(gè)函數(shù)只在終端上打印寄存器上下文和函數(shù)的跟蹤線索。
if (!debug_check) {
printk(KERN_DEBUG “provide some information…/n”);
dump_stack();
}
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