盡管Linux作為是一個(gè)操作系統(tǒng)，但歸根結(jié)底，它仍然是一個(gè)程序。由于Linux是一個(gè)程序，因此可以通過(guò)debug來(lái)調(diào)試。但是，由于環(huán)境的不同，使用的方法和工具也不同。那么如何調(diào)試Linux內(nèi)核？如何區(qū)別Linux的內(nèi)核？Gdb是Linux下的常見(jiàn)調(diào)試工具，而Windows上的更多調(diào)試工具都是基于接口的。直接對(duì)應(yīng)的中間變量的值和所請(qǐng)求存儲(chǔ)器的地址將直觀顯示。在Linux上，主要通過(guò)命令查看它。實(shí)際上，它是命令的行的使用，這也是一些常見(jiàn)的命令。

　　如何調(diào)試Linux內(nèi)核？

　　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)別定義在中。

調(diào)用方式：printk（KER_DEBUG“Thisisadebugnotice!/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<

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(xiě)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(chēng)為環(huán)形，是因?yàn)樗淖x寫(xiě)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(xiě)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(kāi)發(fā)者，必定將會(huì)經(jīng)常處理OOPS。

　　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

c0100240T_stext

c0100240trun_init_process

c0100240Tstext

c0100269tinit

　　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(kāi)發(fā)，為了檢查各類(lèi)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“providesomeinformation…/n”);

dump_stack();

}

　　如何區(qū)別Linux的內(nèi)核？

Linux是一種開(kāi)源電腦操作系統(tǒng)內(nèi)核。它是一個(gè)用C語(yǔ)言寫(xiě)成，符合POSIX標(biāo)準(zhǔn)的類(lèi)Unix操作系統(tǒng)。Linux最早是由芬蘭黑客LinusTorvalds為嘗試在英特爾x86架構(gòu)上提供自由免費(fèi)的類(lèi)Unix操作系統(tǒng)而開(kāi)發(fā)的。該計(jì)劃開(kāi)始于1991年，在計(jì)劃的早期有一些Minix黑客提供了協(xié)助，而今天全球無(wú)數(shù)程序員正在為該計(jì)劃無(wú)償提供幫助。

內(nèi)核不止一種，所以我們應(yīng)該怎么區(qū)別呢？

Linux的內(nèi)核版本有兩種：1穩(wěn)固版2開(kāi)發(fā)版。

Linux內(nèi)核版本號(hào)是由3個(gè)數(shù)字構(gòu)成：a.b.c

a：目前發(fā)布的內(nèi)核主版本。

b：偶數(shù)表示穩(wěn)固版本；奇數(shù)表示開(kāi)發(fā)中版本。

c：錯(cuò)誤修補(bǔ)的次數(shù)。

其中第一個(gè)數(shù)字是主版本號(hào)，第二個(gè)數(shù)字是次版本號(hào)，第三個(gè)數(shù)字是修訂版本號(hào)。

上述就是關(guān)于如何調(diào)試Linux內(nèi)核，以及如何區(qū)別Linux內(nèi)核的全部?jī)?nèi)容，想了解更多關(guān)于Linux的信息，請(qǐng)繼續(xù)關(guān)注中培偉業(yè)。