如何调试Linux内核？如何区别Linux的内核？

尽管Linux作为是一个操作系统，但归根结底，它仍然是一个程序。由于Linux是一个程序，因此可以通过debug来调试。但是，由于环境的不同，使用的方法和工具也不同。那么如何调试Linux内核？如何区别Linux的内核？Gdb是Linux下的常见调试工具，而Windows上的更多调试工具都是基于接口的。直接对应的中间变量的值和所请求存储器的地址将直观显示。在Linux上，主要通过命令查看它。实际上，它是命令的行的使用，这也是一些常见的命令。

 如何调试Linux内核？

 一、调试前的准备

内核级bug具有行为不可靠，定义不清晰或者说很难再现的诸多特定，为内核级的bug跟踪和调试带来了很大的困难。

对于一些定义不清楚地bug，问题的关键就是找到bug的源头，很多时候，当你精确地重现一个bug的时候，你就离成功不远了。

 二、内核中的bug

从隐藏在源代码中的错误到展现在目击者面前的bug，其发作往往是一系列连锁反应的事件才可能出发的。

虽然内核调试有一定的困难，但是通过你的努力和理解，说不定你会喜欢上这样的挑战。

 三、printk()

内核提供的格式化打印函数。

 1、printk函数的健壮性

健壮性是printk最容易被接受的一个特质，几乎在任何地方，任何时候内核都可以调用它（中断上下文、进程上下文、持有锁时、多处理器处理时等）。

在系统启动过程中，终端初始化之前，在某些地方是不能调用的。

2、记录等级

printk函数可以指定一个记录级别，内核根据这个级别来判断是否在终端上打印消息。

记录级别定义在中。

调用方式：printk（KER_DEBUG“Thisisadebugnotice!/n”）；内核用这个指定的纪录等级和当前终端的纪录等级console_loglevel比较，来决定是不是向终端打印。

 3、记录缓冲区

内核消息都被保存在一个LOG_BUF_LEN大小的环形队列中。

关于LOG_BUF_LEN定义：

#define__LOG_BUF_LEN(1<<config_log_buf_shift)< p="">

变量CONFIG_LOG_BUF_SHIFT在内核编译时由配置文件定义，对于i386平台，其值定义如下（在Linux26/arch/i386/defconfig中）：

CONFIG_LOG_BUF_SHIFT=18

 缓冲区操作：

①消息被读出到用户空间时，此消息就会从环形队列中删除。

②当消息缓冲区满时，如果再有printk()调用时，新消息将覆盖队列中的老消息。

③在读写环形队列时，同步问题很容易得到解决。

这个纪录缓冲区之所以称为环形，是因为它的读写都是按照环形队列的方式进行操作的。

 4、syslogd和klogd

在标准的Linux系统上，用户空间的守护进程klogd从纪录缓冲区中获取内核消息，再通过syslogd守护进程把这些消息保存在系统日志文件中。klogd进程既可以从/proc/kmsg文件中，也可以通过syslog()系统调用读取这些消息。默认情况下，它选择读取/proc方式实现。klogd守护进程在消息缓冲区有新的消息之前，一直处于阻塞状态。一旦有新的内核消息，klogd被唤醒，读出内核消息并进行处理。默认情况下，处理例程就是把内核消息传给syslogd守护进程。

syslogd守护进程一般把接收到的消息写入/var/log/messages文件中。不过，还是可以通过/etc/syslog.conf文件来进行配置，可以选择其他的输出文件。

 四、OOPS

作为内核的开发者，必定将会经常处理OOPS。

 ksymoops

在Linux中，调试系统崩溃的传统方法是分析在发生崩溃时发送到系统控制台的Oops消息。一旦您掌握了细节，就可以将消息发送到ksymoops实用程序，它将试图将代码转换为指令并将堆栈值映射到内核符号。

ksymoops需要几项内容：Oops消息输出、来自正在运行的内核的System.map文件，还有/proc/ksyms、vmLinux和/proc/modules。

关于如何使用ksymoops，内核源代码/usr/src/Linux/Documentation/oops-tracing.txt中或ksymoops手册页上有完整的说明可以参考。Ksymoops反汇编代码部分，指出发生错误的指令，并显示一个跟踪部分表明代码如何被调用。

#cat/proc/kallsyms

c0100240T_stext

c0100240trun_init_process

c0100240Tstext

c0100269tinit

 五、内核调试配置选项

在编译内核的时候，为了方便调试和测试代码，内核提供了许多配置选项。

 调试原子操作

从内核2.5开发，为了检查各类由原子操作引发的问题，内核提供了极佳的工具。

内核提供了一个原子操作计数器，它可以配置成，一旦在原子操作过程中，进城进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踪线索。

所以，包括在使用锁的时候调用schedule()，正使用锁的时候以阻塞方式请求分配内存等，各种潜在的bug都能够被探测到。

下面这些选项可以最大限度地利用该特性：

CONFIG_PREEMPT=y

CONFIG_DEBUG_KERNEL=y

CONFIG_KLLSYMS=y

CONFIG_SPINLOCK_SLEEP=y

 六、引发bug并打印信息

1、一些内核调用可以用来方便标记bug，提供断言并输出信息。最常用的两个是BUG()和BUG_ON()。

当调用这两个宏的时候，它们会引发OOPS，导致栈的回溯和错误消息的打印。

2、dump_stack()

有些时候，只需要在终端上打印一下栈的回溯信息来帮助你调试。这时可以使用dump_stack()。这个函数只在终端上打印寄存器上下文和函数的跟踪线索。

if(!debug_check){

printk(KERN_DEBUG“providesomeinformation…/n”);

dump_stack();

}

 如何区别Linux的内核？

Linux是一种开源电脑操作系统内核。它是一个用C语言写成，符合POSIX标准的类Unix操作系统。Linux最早是由芬兰黑客LinusTorvalds为尝试在英特尔x86架构上提供自由免费的类Unix操作系统而开发的。该计划开始于1991年，在计划的早期有一些Minix黑客提供了协助，而今天全球无数程序员正在为该计划无偿提供帮助。

内核不止一种，所以我们应该怎么区别呢？

Linux的内核版本有两种：1稳固版2开发版。

Linux内核版本号是由3个数字构成：a.b.c

a：目前发布的内核主版本。

b：偶数表示稳固版本；奇数表示开发中版本。

c：错误修补的次数。

其中第一个数字是主版本号，第二个数字是次版本号，第三个数字是修订版本号。

上述就是关于如何调试Linux内核，以及如何区别Linux内核的全部内容，想了解更多关于Linux的信息，请继续关注。