驱动程序调试方法之printk——printk的原理与直接使用

1、基本原理
（1）在UBOOT里设置console=ttySAC0或者console=tty1
这里是设置控制终端，tySAC0 表示串口， tty1 表示lcd
（2）内核用printk打印
内核就会根据命令行参数来找到对应的硬件操作函数，并将信息通过对应的硬件终端打印出来！

2、printk的使用
（1）printk函数的信息如何才能在终端显示出来
在内核代码include/linux/kernel.h中，定义了控制台的级别：

extern int console_printk[];
#define console_loglevel (console_printk[0])
#define default_message_loglevel (console_printk[1])
#define minimum_console_loglevel (console_printk[2])
#define default_console_loglevel (console_printk[3])

我们在到kernel/printk.c里找到console_printk的定义：

/* printk's without a loglevel use this.. */
#define DEFAULT_MESSAGE_LOGLEVEL 4 /* KERN_WARNING */

/* We show everything that is MORE important than this.. */
#define MINIMUM_CONSOLE_LOGLEVEL 1 /* Minimum loglevel we let people use */
#define DEFAULT_CONSOLE_LOGLEVEL 7 /* anything MORE serious than KERN_DEBUG */

DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(log_wait);

int console_printk[4] = {
DEFAULT_CONSOLE_LOGLEVEL, /* console_loglevel */
DEFAULT_MESSAGE_LOGLEVEL, /* default_message_loglevel */
MINIMUM_CONSOLE_LOGLEVEL, /* minimum_console_loglevel */
DEFAULT_CONSOLE_LOGLEVEL, /* default_console_loglevel */
};

于是我们知道控制台的级别是：
7 4 1 7
我们当然可以再这里修改，但是还有一个更简单的修改方法,即在用户空间使用下面的命令：

echo “1 4 1 7” > /proc/sys/kernel/printk

将1 4 1 7写入 /proc/sys/kernel/printk即可！

当我们使用printk函数时往往要加上信息级别，比如：

printk(KERN_WARNING"there is a warning here!\n")

其中KERN_WARNING就表示信息的级别，相关宏在函数include/linux/kernel.h中：

#define KERN_EMERG "<0>" /* system is unusable */
#define KERN_ALERT "<1>" /* action must be taken immediately */
#define KERN_CRIT "<2>" /* critical conditions */
#define KERN_ERR "<3>" /* error conditions */
#define KERN_WARNING "<4>" /* warning conditions */
#define KERN_NOTICE "<5>" /* normal but significant condition */
#define KERN_INFO "<6>" /* informational */
#define KERN_DEBUG "<7>" /* debug-level messages */

如果没有指明信息级别的话，就会采用默认的信息级别，这个默认的信息级别我们在上面见到过的，就是：
#define default_message_loglevel (console_printk[1])
没有改动的情况下是4

上面我们说到了信息级别和控制台级别，下面我们要说到重点了！当信息级别的数值小于控制台的级别时，printk要打印的信息才会在终端打印出来，否则不会显示在终端！

（2）串口控制台
printk
vprintk(fmt, args);
vscnprintf(printk_buf, sizeof(printk_buf), fmt, args);
vsnprintf(buf,size,fmt,args);//先把输出信息输入到临时buffer
//把临时buffer里面的数据稍作处理，写入log_buffer
//可以将信息级别与信息合并
//在用户空间使用命令dmesg可以把log_buffer里面的数据打印出来
release_console_sem();
call_console_drivers(_con_start, _log_end);
_call_console_drivers(start_print, cur_index, msg_level);
__call_console_drivers(start, end);
con->write(con, &LOG_BUF(start), end - start);//调用具体的输出函数

这个输出函数要把数据从串口输出的话，肯定要调用到串口硬件相关的函数
我们到文件：drivers/serial/s3c2410.c里面去这里有个串口初始化函数：

s3c24xx_serial_initconsole
register_console(&s3c24xx_serial_console);

我们来看看它的注册函数：

static struct console s3c24xx_serial_console =
{
.name = S3C24XX_SERIAL_NAME,
.device = uart_console_device,
.flags = CON_PRINTBUFFER,
.index = -1,
.write = s3c24xx_serial_console_write,
.setup = s3c24xx_serial_console_setup
};

里面的确有个write函数！

但是我们还不知道printk选择的控制台为什么是串口呢？

我们知道uboot传入了参数：console=ttySAC0 或者 console=tty1

内核就通过如下的函数来处理传入的参数：
__setup("console=", console_setup);
这是个宏 ，它的作用就是用函数console_setup来处理我们传入的参数
console_ setup
//先解码字符串为：name, idx, options，然后就使用这些：name, idx, options
add_preferred_console(name, idx, options);
strcmp(console_cmdline[i].name, name)
console_cmdline[i].index == idx //将索引和名字都记录在了console_cmdline数组中了

我们记住这个数组，回过头来再来看：
register_console(&s3c24xx_serial_console);
if (strcmp(console_cmdline[i].name, console->name) != 0)
continue;
我们看到在注册串口控制台的时候，会将串口控制台的名字与uboot传进来的参数相比较，一旦匹配才会注册。这样的话，只有与uboot传进来的控制台参数相一致的控制台才能注册成功。那么也就是说，printk会通过uboot设置的控制台的write函数，将信息打印出来！

另外还有一点需要牢记的就是，printk输出的信息会先保存在缓冲区log_buf中，所以我们当然可以通过查看log_buf来看输出信息了！而这个查看命令就是：dmesg
实际上，dmesg这个命令的作用就是去读/proc/kmsg这个文件。也就是说log_buf里面的内容是存放在/proc/kmsg这个文件里面的！

（3）使用printk
方法一：
我们可以再内核中使用如下打印语句：
#define DEG_PRINTK printk
//#define DEG_PRINTK(x...)

DEG_PRINTK("%s %s %d\n",_FILE_,_FUNCTION_,_LINE_);
这行打印语句的意思就是讲本行代码所在的文件的名（包括路径）、所在的函数、所在的行打印出来！
当我们需要调试的时候，就使用#define DEG_PRINTK printk这个宏，当不需要调试的时候，就使用#define DEG_PRINTK(x...)这个宏。其中#define DEG_PRINTK(x...)里面的"..."的意思是DEG_PRINTK的参数是可变的！
当代码比较少的时候，我们可以在每一行都加上这个打印语句，这样很容易就会发现错误的位置！
当代码比较多的时候，我们可以采用对半查找的方法！先在代码中间加上打印语句！然后判断出错位置在打印语句之前还是之后，如果出现在之前，就在之前的代码代码里面再次采用对半查找！

方法二：
上面我们说到过，要打印的信息会存放在log_buf中，通过文件/proc/kmsg可以来访问这个buf，然后将信息打印出来。由此我们就想了，我们是否可以构造这样一个mylog_buf，里面存放我们所需要的打印信息，通过一个/proc/kmsg文件可以访问该buf，然后打印出来？答案是肯定的！下面我们就一步步来完成！