《linux内核设计与实现》第十八章

内核调试

内核中的bug多种多样，表象也变化无穷，有一些独特的问题须要考虑。

1、经过打印来调试（printk()）

　　1.健壮性：

　　   printk是一个弹性极佳的函数，尤为是随时都能被调用的特性（除了终端没有初始化以前--可用early_printk()解决）

　　2.日志等级

　　　printk与printf最主要的区别是printk能够指定日志级别，内核根据级别判断是否在终端上打印消息（比某个特定值低的消息显示在终端上）

　　　可供使用记录等级：

KERN_EMERG	一个紧急状况
KERN_ALERT	一个须要当即被注意到的错误
KERN_CRIT	一个临界状况
KERN_ERR	一个错误
KERN_WARNING	一个警告
KERN_NOTICE	一个普通的，不过可能须要注意的状况
KERN_INFO	一条非正式的消息
KERN_DEBUG	一条调试信息——通常是冗余信息

　　　没指定记录等级时，会选用默认的DEFAULT_MESSAGE_LOGLEVEL,如今是KERN_WARNING

　　　最重要的记录等级KERN_EMERG定为“<0>”

　　3.记录缓冲区

　　　内核消息被保存在一个LOG_BUF_LEN大小的环形队列中，大小可经过设置CONFIG_LOG_BUF_SHIFT调整。（但处理器默认16kb）

　　　环形队列好处：同时读写时，同步问题容易解决；

　　　　　　　　　　记录维护也更容易。

　　　　　　　缺点：可能会丢失消息。

　　4.syslogd和klogd

　　　用户空间的守护进程klogd从记录缓冲区获取内核消息，syslogd守护进程保存在系统日志文件中（默认是/var/log/messages，也可经过/etc/syslog.conf设置）。

　　　读取方法：1）从/proc/kmsg文件中

　　　　　　　　2）经过syslog()系统调用；

　　　　　但两种方法klogd都会阻塞。

　　　启动klogd时可经过指定-c标志改变终端记录等级。

2、oops

　　内核很难自行修复，也不能将本身杀死，只能发布oops

　　1.ksymoops

　　　回溯线索中的地址须要转化成有意义的符号名称，须要调用ksymoops，以及System.map

　　　使用：

　　ksymoops saved_oops.txt

　　2.kallsyms

　　　开发版的2.5引入了kallsyms特性。解码再也不须要System.map或ksymoops了。

3、内核调试配置选项

　　位于内核配置编辑器的内核开发菜单项中，都依赖与CONFIG_DEBUG_KERNEL

4、引起bug并打印信息

　　经常使用BUG()和BUG_ON()标记bug，提供断言并输出信息。

if (bad_thing)
        BUG();

　　或

BUG_ON(bad_thing);

　　还可用panic（）引起更严重的错误，会挂起整个系统，只应该在最糟糕的状况使用。

　　dump_stack()只在终端上打印寄存器上下文和函数的跟踪线索。

5、系统请求键

　　1.可经过定义CONFIG_MAGIC_SYSRQ配置选项启用。被启用时，不管内核处于什么状态，都能经过特殊组合键与内核通讯。

　　　启用命令：

echo 1 > /proc/sys/kernel/sysrq

　　2.SysRq-h：获取一份可用的选项列表

　　　SysRq-s：将“脏”缓冲区与硬盘交换分区同步

　　　SysRq-u：卸载全部文件系统

　　　SysRq-b：重启设备（更多见P303）

　　3.系统请求键是调试和挽救垂危系统所必须的工具

6、调试器

　　1.gdb

gdb vmlinux /proc/kcore

　　　vmlinux为未压缩的内核映像，经过/proc/kcore访问内核驻留的高端内存。

　　　但不要把编译带调试信息的内核当作习惯（编译出的内核大不少）

　　　局限性：不能修改内核数据；不能但不执行内核代码；不能加断点

　　2.kgdb

　　　是一个补丁，可以让咱们在远端主机上经过串口利用gdb对内核调试

7、探测系统

　　1.UID做为选择条件

　　　开发进程相关部分时，保证提供替代物的同时不破坏原有代码的可执行性；可用用户id做为选择条件实现：

　　　如：

if (current->uid != 7777){
    /*old method...*/
} else {
    /*new method...*/
}

　　2.使用条件变量（代码与进程无关或有针对全部状况都能使用的机制来控制某个特性）

　　3.使用统计量（用于掌握某个特定事件发生规律时）

　　4.重复频率限制

8、使用Git进行二分搜索

$git bisect start  /*进行二分搜索*/
$git bisect bad <revision>/*提供出现问题的最先内核版本*/
$git bisect good v2.6.28/*提供可正常运行的版本*/

　　也可指定git仅在与错误相关的目录列表中去二分搜索提交的补丁。