第十章 嵌入式linux的调试技术

Posted 2020-07-31

对于复杂的linux驱动及HAL等程序库，需要使用各种方法对其进行调试，例如设置断点、逐步跟踪代码，输出调试信息等。

一、打印内核调试信息：printk

   该函数用法与printf函数类似，只不过printk函数运行在linux内核空间，而printf函数在用户空间。

例如：printk(“hello world\n”);

      Printk(“hello %s\n”,”world”);

      Printk(KERN_DEBUG”debug information\n”);或Printk(<7>”debug information\n”);

在printk函数的第一个参数值前面加尖括号包含的数字表示输出的日志级别。Printk文件是一个简单的有4个数字组成的文本文件，该文件的默认值有：

6：将消息输出到控制台的级别

4：默认的消息日志级别

1：控制台日志级别可被设置的最小值，最高优先级

7：控制台默认级别的默认值

二、防止printk函数降低linux驱动性能

虽然输入printk函数可以很方便的将消息写入日志文件或控制台，但大量的printk函数频繁操作日志文件或控制台设备文件会严重影响linux驱动的性能。Linux驱动在测试阶段可以使用printk函数，但发布时就需要把printk函数去掉，这就需要利用c语言的编译指令（#if，#else，#endif等）。

1.可变参数宏

可变参数宏和固定参数宏的不同之处就是可变参数宏需要通过_VA_ARGS_宏获取可变参数宏的可变参数。

2.do{…}while(0)循环体执行一次就退出，就是将多条作为一个整体处理。

三、通过文件虚拟系统（/proc）进行数据交互

/proc并不是真正的文件系统而是内存映射，所有读写/proc的操作都是对内存的读写，/proc文件可以成为linux驱动与用户空间程序交互的工具。在Linux 驱动程序中可以使用内核函数在／proc 目录中创建和删除虚拟文件，也可以建立和删除虚拟目录。

四个函数：1. proc_mkdir 建立虚拟目录

          2.create_proc_entry 建立虚拟文件

          3. create_proc_read_entry 建立虚拟只读文件

          4. remove_proc_entry 删除虚拟文件或目录

四、调试工具

这些工具包括用于调试用户空间程序的gdb，gdbserver以及内核空间程序的kgdb。通过这些工具可以逐行跟踪程序的代码。

（1）gdb和gdbserver常用的调试命令：

list:用于列出程序中的代码

break n :将指定行设置为断点，n表示行号

clear n：清除指定行的断点

tbreak n：将指定行设置为断点

run：运行程序

cont/continue：跳过当前断点继续执行

next：继续执行下面的语句 nexti：单步执行语句

print var_name：查看变量值

（2）kgdb远程调试内核程序

kgdb提供了类似printk函数的日志输出功能，还允许开发人员直接在PC上通过GDB链接目标设备。Kgdb包含了两部分：kgdb内核和一套连接接口。这些接口目前支持串口tty设备连接和以太网连接。最后再按要求配置linux内核即可。