一、Linux驱动调试方法

        Linux驱动调试主要有以下几种方法：

                1、利用printk。

                2、查看OOP消息。

                3、利用strace。

                4、利用内核内置的hacking选项。

                5、利用ioctl方法。

                6、利用/proc 文件系统。

                7、使用kgdb。

1.1、printk

        这是驱动开发中最朴实无华，同时也是最常用和有效的手段。scull驱动的main.c第338行如下，就是使用printk进行调试的例子，这样的例子相信大家在阅读驱动源码时随处可见。

338 // printk(KERN_ALERT "wakeup by signal in process %d\n", current->pid);

        printk的功能与我们经常在应用程序中使用的printf是一样的，不同之处在于printk可以在打印字符串前面加上内核定义的宏，例如上面例子中的KERN_ALERT（注意：宏与字符串之间没有逗号）。

#define KERN_EMERG "<0>"#define KERN_ALERT "<1>"#define KERN_CRIT "<2>"#define KERN_ERR "<3>"#define KERN_WARNING "<4>"#define KERN_NOTICE "<5>"#define KERN_INFO "<6>"#define KERN_DEBUG "<7>"#define DEFAULT_CONSOLE_LOGLEVEL 7这个宏是用来定义需要打印的字符串的级别。值越小，级别越高。内核中有个参数用来控制是否将printk打印的字符串输出到控制台（屏幕或者/sys/log/syslog日志文件）# cat /proc/sys/kernel/printk6       4       1       7

        第一个6表示级别高于（小于）6的消息才会被输出到控制台，

        第二个4表示如果调用printk时没有指定消息级别（宏）则消息的级别为4，

        第三个1表示接受的最高（最小）级别是1，

        第四个7表示系统启动时第一个6原来的初值是7。

        因此，如果你发现在控制台上看不到你程序中某些printk的输出，请使用

echo 8 > /proc/sys/kernel/printk来解决。

        我们在复杂驱动的开发过程中，为了调试会在源码中加入成百上千的printk语句。

        而当调试完毕形成最终产品的时候必然会将这些printk语句删除。

        最要命的是，如果我们将调试用的printk语句删除后，用户又报告我们的驱动有bug，所以我们又不得不手工将这些上千条的printk语句再重新加上。所以，我们需要一种能方便地打开和关闭调试信息的手段。看看scull驱动或者leds驱动的源代码吧！

#define LEDS_DEBUG#undef PDEBUG             /* undef it, just in case */#ifdef LEDS_DEBUG    #ifdef __KERNEL__     /* This one if debugging is on, and kernel space */        #define PDEBUG(fmt, args…) printk( KERN_EMERG "leds: " fmt, ## args)    #else     /* This one for user space */        #define PDEBUG(fmt, args…) fprintf(stderr, fmt, ## args)    #endif#else    #define PDEBUG(fmt, args…) /* not debugging: nothing */#endif#undef PDEBUGG#define PDEBUGG(fmt, args…) /* nothing: it’s a placeholder */

        这样一来，在开发驱动的过程中，如果想打印调试消息，我们就可以用PDEBUG(“address of i_cdev is %p\n”, inode->i_cdev);，如果不想看到该调试消息，就只需要简单的将PDEBUG改为PDEBUGG即可。而当我们调试完毕形成最终产品时，只需要简单地将第1行注释掉即可。

        上边那一段代码中的__KERNEL__是内核中定义的宏，当我们编译内核（包括模块）时，它会被定义。当然如果你不明白代码中的…和##是什么意思的话，就请认真查阅一下gcc关于预处理部分的资料吧！如果你实在太懒不愿意去查阅的话，那就充当VC工程师把上面的代码copy到你的代码中去吧。

1.2、查看OOP消息

        OOP意为惊讶。当你的驱动有问题，内核不惊讶才怪：嘿！小子，你干吗乱来！好吧，就让我们来看看内核是如何惊讶的。

        根据faulty.c（编译出faulty.ko，并 insmod faulty.ko。执行echo yang >/dev/faulty，结果内核就惊讶了。内核为什么会惊讶呢？因为faulty驱动的write函数执行了*(int *)0 = 0，向内存0地址写入，这是内核绝对不会容许的。

52 ssize_t faulty_write (struct file *filp, const char __user *buf, size_t count,53                 loff_t *pos)54 {55     /* make a simple fault by dereferencing a NULL pointer */56     *(int *)0 = 0;57     return 0;58 }1 Unable to handle kernel NULL pointer dereference at virtual address 000000002 pgd = c38940003 [00000000] *pgd=33830031, *pte=00000000, *ppte=000000004 Internal error: Oops: 817 [#1] PREEMPT5 Modules linked in: faulty scull6 CPU: 0    Not tainted  (2.6.22.6 #4)7 PC is at faulty_write+0×10/0×18 [faulty]8 LR is at vfs_write+0xc4/0×1489 pc : [<bf00608c>]    lr : [<c0088eb8>]    psr: a000001310 sp : c3871f44  ip : c3871f54  fp : c3871f5011 r10: 4021765c  r9 : c3870000  r8 : 0000000012 r7 : 00000004  r6 : c3871f78  r5 : 40016000  r4 : c38e516013 r3 : c3871f78  r2 : 00000004  r1 : 40016000  r0 : 0000000014 Flags: NzCv  IRQs on  FIQs on  Mode SVC_32  Segment user15 Control: c000717f  Table: 33894000  DAC: 0000001516 Process sh (pid: 745, stack limit = 0xc3870258)17 Stack: (0xc3871f44 to 0xc3872000)18 1f40:          c3871f74 c3871f54 c0088eb8 bf00608c 00000004 c38e5180 c38e516019 1f60: c3871f78 00000000 c3871fa4 c3871f78 c0088ffc c0088e04 00000000 0000000020 1f80: 00000000 00000004 40016000 40215730 00000004 c002c0e4 00000000 c3871fa821 1fa0: c002bf40 c0088fc0 00000004 40016000 00000001 40016000 00000004 0000000022 1fc0: 00000004 40016000 40215730 00000004 00000001 00000000 4021765c 0000000023 1fe0: 00000000 bea60964 0000266c 401adb40 60000010 00000001 00000000 0000000024 Backtrace:25 [<bf00607c>] (faulty_write+0×0/0×18 [faulty]) from [<c0088eb8>] (vfs_write+0xc4/0×148)26 [<c0088df4>] (vfs_write+0×0/0×148) from [<c0088ffc>] (sys_write+0x4c/0×74)27  r7:00000000 r6:c3871f78 r5:c38e5160 r4:c38e518028 [<c0088fb0>] (sys_write+0×0/0×74) from [<c002bf40>] (ret_fast_syscall+0×0/0x2c)29  r8:c002c0e4 r7:00000004 r6:40215730 r5:40016000 r4:0000000430 Code: e1a0c00d e92dd800 e24cb004 e3a00000 (e5800000)

        1行惊讶的原因，也就是报告出错的原因。

        2-4行是OOP信息序号。

        5行是出错时内核已加载模块。

        6行是发生错误的CPU序号。

        7-15行是发生错误的位置，以及当时CPU各个寄存器的值，这最有利于我们找出问题所在地。

        16行是当前进程的名字及进程ID。

        17-23行是出错时，栈内的内容。

        24-29行是栈回溯信息，可看出直到出错时的函数递进调用关系（确保CONFIG_FRAME_POINTER被定义）。

        30行是出错指令及其附近指令的机器码，出错指令本身在小括号中。

        反汇编faulty.ko（ arm-linux-objdump -D faulty.ko > faulty.dis ；cat faulty.dis）可以看到如下的语句如下：

0000007c <faulty_write>:  7c:   e1a0c00d        mov     ip, sp  80:   e92dd800        stmdb   sp!, {fp, ip, lr, pc}  84:   e24cb004        sub     fp, ip, #4      ; 0×4  88:   e3a00000        mov     r0, #0  ; 0×0  8c:   e5800000        str     r0, [r0]  90:   e89da800        ldmia   sp, {fp, sp, pc}

         定位出错位置以及获取相关信息的过程：

9 pc : [<bf00608c>]    lr : [<c0088eb8>]    psr: a000001325 [<bf00607c>] (faulty_write+0×0/0×18 [faulty]) from [<c0088eb8>] (vfs_write+0xc4/0×148)26 [<c0088df4>] (vfs_write+0×0/0×148) from [<c0088ffc>] (sys_write+0x4c/0×74)

        出错代码是faulty_write函数中的第5条指令（(0xbf00608c-0xbf00607c)/4+1=5），该函数的首地址是0xbf00607c，该函数总共6条指令（0×18），该函数是被0xc0088eb8的前一条指令调用的（即：函数返回地址是0xc0088eb8。这一点可以从出错时lr的值正好等于0xc0088eb8得到印证）。调用该函数的指令是vfs_write的第49条（0xc4/4=49）指令。

        达到出错处的函数调用流程是：

                write(用户空间的系统调用)–>sys_write–>vfs_write–>faulty_write

        OOP消息不仅让我定位了出错的地方，更让我惊喜的是，它让我知道了一些秘密：

                1、gcc中fp到底有何用处？

                2、为什么gcc编译任何函数的时候，总是要把3条看上去傻傻的指令放在整个函数的最开始？

                3、内核和gdb是如何知道函数调用栈顺序，并使用函数的名字而不是地址？

                4、我如何才能知道各个函数入栈的内容？哈哈，我渐渐喜欢上了让内核惊讶，那就再看一次内核惊讶吧。

        执行 cat /dev/faulty，内核又再一次惊讶！

1 Unable to handle kernel NULL pointer dereference at virtual address 0000000b2 pgd = c3a880003 [0000000b] *pgd=33a79031, *pte=00000000, *ppte=000000004 Internal error: Oops: 13 [#2] PREEMPT5 Modules linked in: faulty6 CPU: 0    Not tainted  (2.6.22.6 #4)7 PC is at vfs_read+0xe0/0×1408 LR is at 0xffffffff9 pc : [<c0088c84>]    lr : [<ffffffff>]    psr: 2000001310 sp : c38d9f54  ip : 0000001c  fp : ffffffff11 r10: 00000001  r9 : c38d8000  r8 : 0000000012 r7 : 00000004  r6 : ffffffff  r5 : ffffffff  r4 : ffffffff13 r3 : ffffffff  r2 : 00000000  r1 : c38d9f38  r0 : 0000000414 Flags: nzCv  IRQs on  FIQs on  Mode SVC_32  Segment user15 Control: c000717f  Table: 33a88000  DAC: 0000001516 Process cat (pid: 767, stack limit = 0xc38d8258)17 Stack: (0xc38d9f54 to 0xc38da000)18 9f40:                                              00002000 c3c105a0 c3c1058019 9f60: c38d9f78 00000000 c38d9fa4 c38d9f78 c0088f88 c0088bb4 00000000 0000000020 9f80: 00000000 00002000 bef07c80 00000003 00000003 c002c0e4 00000000 c38d9fa821 9fa0: c002bf40 c0088f4c 00002000 bef07c80 00000003 bef07c80 00002000 0000000022 9fc0: 00002000 bef07c80 00000003 00000000 00000000 00000001 00000001 0000000323 9fe0: 00000000 bef07c6c 0000266c 401adab0 60000010 00000003 00000000 0000000024 Backtrace: invalid frame pointer 0xffffffff25 Code: ebffff86 e3500000 e1a07000 da000015 (e594500c)26 Segmentation fault

        不过这次惊讶却令人大为不解。OOP竟然说出错的地方在vfs_read（要知道它可是大拿们千锤百炼的内核代码），这怎么可能？哈哈，万能的内核也不能追踪函数调用栈了，这是为什么？其实问题出在faulty_read的43行，它导致入栈的r4、r5、r6、fp全部变为了0xffffffff，ip、lr的值未变，这样一来faulty_read函数能够成功返回到它的调用者——vfs_read。但是可怜的vfs_read（忠实的APTCS规则遵守者）并不知道它的r4、r5、r6已经被万恶的faulty_read改变，这样下去vfs_read命运就可想而知了——必死无疑！虽然内核很有能力，但缺少了正确的fp的帮助，它也无法追踪函数调用栈。

36 ssize_t faulty_read(struct file *filp, char __user *buf,37                     size_t count, loff_t *pos)38 {39         int ret;40         char stack_buf[4];4142         /* Let’s try a buffer overflow  */43         memset(stack_buf, 0xff, 20);44         if (count > 4)45                 count = 4; /* copy 4 bytes to the user */46         ret = copy_to_user(buf, stack_buf, count);47         if (!ret)48                 return count;49         return ret;50 }

00000000 <faulty_read>:   0:   e1a0c00d        mov     ip, sp   4:   e92dd870        stmdb   sp!, {r4, r5, r6, fp, ip, lr, pc}   8:   e24cb004        sub     fp, ip, #4      ; 0×4   c:   e24dd004        sub     sp, sp, #4      ; 0×4，这里为stack_buf[]在栈上分配1个字的空间，局部变量ret使用寄存器存储，因此就不在栈上分配空间了  10:   e24b501c        sub     r5, fp, #28     ; 0x1c  14:   e1a04001        mov     r4, r1  18:   e1a06002        mov     r6, r2  1c:   e3a010ff        mov     r1, #255        ; 0xff  20:   e3a02014        mov     r2, #20 ; 0×14  24:   e1a00005        mov     r0, r5  28:   ebfffffe        bl      28 <faulty_read+0×28>  //这里在调用memset  78:   e89da878        ldmia   sp, {r3, r4, r5, r6, fp, sp, pc}

1.3、利用strace

        有时小问题可以通过监视程序监控用户应用程序的行为来追踪，同时监视程序也有助于建立对驱动正确工作的信心。例如，在看了它的读实现如何响应不同数量数据的读请求之后，我们能够对scull正在正确运行感到有信心。

        有几个方法来监视用户空间程序运行。你可以运行一个调试器来单步过它的函数，增加打印语句，或者在 strace 下运行程序。这里，我们将讨论最后一个技术，因为当真正目的是检查内核代码时，它是最有用的。

        strace 命令是一个有力工具，它能显示所有的用户空间程序发出的系统调用。它不仅显示调用，还以符号形式显示调用的参数和返回值。当一个系统调用失败, 错误的符号值(例如, ENOMEM)和对应的字串(Out of memory) 都显示。

        strace 有很多命令行选项，其中最有用的是

                -t 来显示每个调用执行的时间，

                -T 来显示调用中花费的时间，

                -e 来限制被跟踪调用的类型（例如strace –eread,write ls表示只监控read和write调用），

                以及-o 来重定向输出到一个文件。缺省情况下，strace 打印调用信息到 stderr。

        strace 从内核自身获取信息。这意味着可以跟踪一个程序，不管它是否带有调试支持编译(对 gcc 是 -g 选项)以及不管它是否被strip过。此外，你也可以追踪一个正在运行中的进程，这类似于调试器连接到一个运行中的进程并控制它。

        跟踪信息常用来支持发给应用程序开发者的故障报告，但是对内核程序员也是很有价值的。我们已经看到驱动代码运行如何响应系统调用，strace 允许我们检查每个调用的输入和输出数据的一致性。

        例如，运行命令strace ls /dev > /dev/scull0将会在屏幕上显示如下的内容：

open("/dev", O_RDONLY|O_NONBLOCK|O_LARGEFILE|O_DIRECTORY) = 3fstat64(3, {st_mode=S_IFDIR|0755, st_size=24576, …}) = 0fcntl64(3, F_SETFD, FD_CLOEXEC) = 0getdents64(3, /* 141 entries */, 4096) = 4088[...]getdents64(3, /* 0 entries */, 4096) = 0close(3) = 0[...]fstat64(1, {st_mode=S_IFCHR|0664, st_rdev=makedev(254, 0), …}) = 0write(1, "MAKEDEV\nadmmidi0\nadmmidi1\nadmmid"…, 4096) = 4000write(1, "b\nptywc\nptywd\nptywe\nptywf\nptyx0\n"…, 96) = 96write(1, "b\nptyxc\nptyxd\nptyxe\nptyxf\nptyy0\n"…, 4096) = 3904write(1, "s17\nvcs18\nvcs19\nvcs2\nvcs20\nvcs21"…, 192) = 192write(1, "\nvcs47\nvcs48\nvcs49\nvcs5\nvcs50\nvc"…, 673) = 673close(1) = 0exit_group(0) = ?

        从第一个 write 调用看, 明显地, 在 ls 结束查看目标目录后，它试图写 4KB。但奇怪的是，只有 4000 字节被成功写入, 并且操作被重复。但当我们查看scull 中的写实现，发现它一次最多只允许写一个quantum（共4000字节），可见驱动本来就是期望部分写。几步之后, 所有东西清空, 程序成功退出。正是通过strace的输出，使我们确信驱动的部分写功能运行正确。

        作为另一个例子, 让我们读取 scull 设备(使用 wc scull0 命令):

[...]open("/dev/scull0", O_RDONLY|O_LARGEFILE) = 3fstat64(3, {st_mode=S_IFCHR|0664, st_rdev=makedev(254, 0), …}) = 0read(3, "MAKEDEV\nadmmidi0\nadmmidi1\nadmmid"…, 16384) = 4000read(3, "b\nptywc\nptywd\nptywe\nptywf\nptyx0\n"…, 16384) = 4000read(3, "s17\nvcs18\nvcs19\nvcs2\nvcs20\nvcs21"…, 16384) = 865read(3, "", 16384) = 0fstat64(1, {st_mode=S_IFCHR|0620, st_rdev=makedev(136, 1), …}) = 0write(1, "8865 /dev/scull0\n", 17) = 17close(3) = 0exit_group(0) = ?

        如同期望的, read 一次只能获取 4000 字节，但是数据总量等同于前个例子写入的。

        这个例子，意外的收获是：可以肯定，wc 为快速读进行了优化，它因此绕过了标准库（没有使用fscanf），而是直接一个系统调用以读取更多数据。这一点，可从跟踪到的读的行里看到wc一次试图读取16 KB的数据而确认。

1.4、使用内核内置的hacking选项

        内核开发者在make menuconfig的Kernel hacking提供了一些内核调试选项。这些选项有助于我们调试驱动程序，因为当我们启用某些调试选项的时候，操作系统会在发现驱动运行有问题时给出一些错误提示信息，而这些信息非常有助于驱动开发者找出驱动中的问题所在。下面就举几个简单例子。

        先启用如下选项：

General setup — Configure standard kernel features (for small systems) — Load all symbols for debugging/ksymoops (NEW)Kernel hacking — Kernel debuggingDevice Drivers — Generic Driver Options — Driver Core verbose debug messages1、Kernel debugging — Spinlock and rw-lock debugging: basic checks (NEW)可以检查到未初始化的自旋锁2、Kernel debugging — Mutex debugging: basic checks (NEW) 可以检查到未初始化的信号量717                 //init_MUTEX(&scull_devices[i].sem);

        例如，如果我们忘记了初始化scull驱动中的信号量（将main.c的第717行注释掉），则在open设备scull时只会产生OOP，而没有其它信息提示我们有信号量未初始化，因此此时我们很难定位问题。相反，如果启用了上述选项，操作系统则会产生相关提示信息，使我们知道有未初始化的信号量或者自旋锁。从而，我们就可以去驱动代码中初始化信号量和自旋锁的地方修正程序。

这个测试，我们的意外收获是：信号量的实现，其底层仍然是自旋锁。这与我们之前的大胆推测一致。

process 751 enter scull_openBUG: spinlock bad magic on CPU#0, sh/751lock: c38ac1e4, .magic: 00000000, .owner: <none>/-1, .owner_cpu: 0[<c002fe70>] (dump_stack+0×0/0×14) from [<c0130b5c>] (spin_bug+0×90/0xa4)[<c0130acc>] (spin_bug+0×0/0xa4) from [<c0130b98>] (_raw_spin_lock+0×28/0×160)r5:40000013 r4:c38ac1e4[<c0130b70>] (_raw_spin_lock+0×0/0×160) from [<c025276c>] (_spin_lock_irqsave+0x2c/0×34)[<c0252740>] (_spin_lock_irqsave+0×0/0×34) from [<c0053d28>] (add_wait_queue_exclusive+0×24/0×50)r5:c38ac1e4 r4:c38a1e1c[<c0053d04>] (add_wait_queue_exclusive+0×0/0×50) from [<c024fcf0>] (__down_interruptible+0x5c/0x16c)r5:c38a0000 r4:c38ac1dc[<c024fc94>] (__down_interruptible+0×0/0x16c) from [<c024fb4c>] (__down_interruptible_failed+0xc/0×20)[<bf000530>] (scull_open+0×0/0xd8 [scull]) from [<c0088eb8>] (chrdev_open+0x1b4/0x1d8)r6:c3ef0300 r5:c38ac1fc r4:bf0045a0

        Kernel debugging — Spinlock debugging: sleep-inside-spinlock checking (NEW) 可以检查出驱动在获取自旋锁后又睡眠以及死锁等状况

        345 ssleep(5);

        87 #define usespin

        例如，如果第1个进程在获得自旋锁的情况下睡眠（去掉main.c第345行的注释，去掉scull.h第87行的注释），当第2个进程试图获得自旋锁时将死锁系统。但如果启用了上面的选项，则在死锁前操作系统可以给出提示信息。

process 763 enter readsemphore get, and begin sleep 5 second in process 763BUG: scheduling while atomic: cat/0×00000001/763[<c002fe70>] (dump_stack+0×0/0×14) from [<c024fe64>] (schedule+0×64/0×778)[<c024fe00>] (schedule+0×0/0×778) from [<c02510a8>] (schedule_timeout+0x8c/0xbc)process 764 enter readBUG: spinlock cpu recursion on CPU#0, cat/764lock: c3ae7014, .magic: dead4ead, .owner: cat/763, .owner_cpu: 0[<c002fe70>] (dump_stack+0×0/0×14) from [<c0130b5c>] (spin_bug+0×90/0xa4)[<c0130acc>] (spin_bug+0×0/0xa4) from [<c0130bcc>] (_raw_spin_lock+0x5c/0×160)r5:beed2c70 r4:c3ae7014[<c0130b70>] (_raw_spin_lock+0×0/0×160) from [<c025273c>] (_spin_lock+0×20/0×24)[<c025271c>] (_spin_lock+0×0/0×24) from [<bf000610>] (scull_read+0×64/0×210 [scull])r4:c3949520[<bf0005ac>] (scull_read+0×0/0×210 [scull]) from [<c0085eac>] (vfs_read+0xc0/0×140)BUG: spinlock lockup on CPU#0, cat/764, c3ae7014[<c002fe70>] (dump_stack+0×0/0×14) from [<c0130c94>] (_raw_spin_lock+0×124/0×160)[<c0130b70>] (_raw_spin_lock+0×0/0×160) from [<c025273c>] (_spin_lock+0×20/0×24)[<c025271c>] (_spin_lock+0×0/0×24) from [<bf000610>] (scull_read+0×64/0×210 [scull])r4:c3949520[<bf0005ac>] (scull_read+0×0/0×210 [scull]) from [<c0085eac>] (vfs_read+0xc0/0×140)

        Magic SysRq key可以在已经死锁的情况下，打印一些有助于定位问题的信息。

  魔键 sysrq在大部分体系上都可用，它是用PC 键盘上 alt 和 sysrq 键组合来发出的, 或者在别的平台上使用其他特殊键(详见 documentation/sysrq.txt), 在串口控制台上也可用。

  一个第三键, 与这2 个一起按下, 进行许多有用的动作中的一个：

    r 关闭键盘原始模式; 用在一个崩溃的应用程序( 例如 X 服务器 )可能将你的键盘搞成一个奇怪的状态.    k 调用"安全注意键"( SAK ) 功能. SAK 杀掉在当前控制台的所有运行的进程, 给你一个干净的终端.    s 进行一个全部磁盘的紧急同步.    u umount. 试图重新加载所有磁盘在只读模式. 这个操作, 常常在 s 之后马上调用, 可以节省大量的文件系统检查时间, 在系统处于严重麻烦时.    b boot. 立刻重启系统. 确认先同步和重新加载磁盘.    p 打印处理器消息.    t 打印当前任务列表.    m 打印内存信息.

        例如，在系统死锁的情况下，期望能知道寄存器的值，则可以使用该魔法键。

        SysRq : Show Regs

Pid: 764, comm:                  catCPU: 0    Not tainted  (2.6.22.6 #6)PC is at _raw_spin_lock+0xbc/0×160LR is at _raw_spin_lock+0xcc/0×160pc : [<c0130c2c>]    lr : [<c0130c3c>]    psr: 60000013sp : c3b11ecc  ip : c3b11e08  fp : c3b11efcr10: c3b10000  r9 : 00000000  r8 : 055b131fr7 : c3ae7014  r6 : 00000000  r5 : 05f1e000  r4 : 00000000r3 : 00000000  r2 : c3b10000  r1 : 00000001  r0 : 00000001Flags: nZCv  IRQs on  FIQs on  Mode SVC_32  Segment userControl: c000717f  Table: 33b48000  DAC: 00000015[<c002cdb0>] (show_regs+0×0/0x4c) from [<c015ab00>] (sysrq_handle_showregs+0×20/0×28)r4:c0310c34[<c015aae0>] (sysrq_handle_showregs+0×0/0×28) from [<c015ad50>] (__handle_sysrq+0xa0/0×148)[<c015acb0>] (__handle_sysrq+0×0/0×148) from [<c015ae28>] (handle_sysrq+0×30/0×34)[<c015adf8>] (handle_sysrq+0×0/0×34) from [<c016477c>] (s3c24xx_serial_rx_chars+0x1b0/0x2d4)r5:00000000 r4:c03111e4[<c01645cc>] (s3c24xx_serial_rx_chars+0×0/0x2d4) from [<c0061474>] (handle_IRQ_event+0×44/0×80)[<c0061430>] (handle_IRQ_event+0×0/0×80) from [<c00629a8>] (handle_level_irq+0xd0/0×134)r7:c03073e8 r6:c3e52940 r5:00000046 r4:c03073bc[<c00628d8>] (handle_level_irq+0×0/0×134) from [<c0038118>] (s3c_irq_demux_uart+0×50/0×90)r7:00000000 r6:00000046 r5:00000001 r4:c03073bc[<c00380c8>] (s3c_irq_demux_uart+0×0/0×90) from [<c003816c>] (s3c_irq_demux_uart0+0×14/0×18)r6:c0336650 r5:0000002c r4:c0306cd4[<c0038158>] (s3c_irq_demux_uart0+0×0/0×18) from [<c002b044>] (asm_do_IRQ+0×44/0x5c)[<c002b000>] (asm_do_IRQ+0×0/0x5c) from [<c002ba78>] (__irq_svc+0×38/0xb0)Exception stack(0xc3b11e84 to 0xc3b11ecc)1e80:          00000001 00000001 c3b10000 00000000 00000000 05f1e000 000000001ea0: c3ae7014 055b131f 00000000 c3b10000 c3b11efc c3b11e08 c3b11ecc c0130c3c1ec0: c0130c2c 60000013 ffffffff                                             r7:00000002 r6:10000000 r5:f0000000 r4:ffffffff[<c0130b70>] (_raw_spin_lock+0×0/0×160) from [<c025273c>] (_spin_lock+0×20/0×24)[<c025271c>] (_spin_lock+0×0/0×24) from [<bf000610>] (scull_read+0×64/0×210 [scull])r4:c3949520[<bf0005ac>] (scull_read+0×0/0×210 [scull]) from [<c0085eac>] (vfs_read+0xc0/0×140)[<c0085dec>] (vfs_read+0×0/0×140) from [<c00861d0>] (sys_read+0x4c/0×74)r7:00000000 r6:c3b11f78 r5:c3949520 r4:c3949540[<c0086184>] (sys_read+0×0/0×74) from [<c002bf00>] (ret_fast_syscall+0×0/0x2c)r8:c002c0a4 r7:00000003 r6:00000003 r5:beed2c70 r4:00002000

        Debug shared IRQ handlers可用于调试共享中断

1.5、利用ioctl方法

        由于驱动中的ioctl函数可以将驱动的一些信息返回给用户程序，也可以让用户程序通过ioctl系统调用设置一些驱动的参数。

        所以在驱动的开发过程中，可以扩展一些ioctl的命令用于传递和设置调试驱动时所需各种信息和参数，以达到调试驱动的目的。如何在驱动中实现ioctl，请参见“驱动程序对ioctl的规范实现”一文

1.6、利用/proc 文件系统

        /proc文件系统用于内核向用户空间暴露一些内核的信息。因此出于调试的目的，我们可以在驱动代码中增加向/proc文件系统导出有助于监视驱动的信息的代码。

        这样一来，我们就可以通过查看/proc中的相关信息来监视和调试驱动。如何在驱动中实现向/proc文件系统导出信息，请参见《Linux Device Driver》的4.3节。

1.7、使用kgdb

        kgdb是在内核源码中打用于调试内核的补丁，然后通过相应的硬件和软件，就可以像gdb单步调试应用程序一样来调试内核（当然包括驱动）。

        至于kgdb如何使用，就请你google吧，实在不行，必应一下也可以。

二、linux应用调试方法

2.1、'printf' 语句

        这是一个基本的调试问题的方法。 我们在程序中怀疑的地方插入print语句来了解程序的运行流程控制流和变量值的改变。 这是一个最简单的技术， 它的缺点。 需要进行程序编辑，添加'print'语句，必须重新编译，重新运行来获得输出。若需要调试的程序比较大，这将是一个耗时费力的方法。

2.2、strace

        strace拦截和记录系统调用及其接收的信号。对于用户，它显示了系统调用、传递给它们的参数和返回值。strace的可以附着到已在运行的进程或一个新的进程。它作为一个针对开发者和系统管理员的诊断、调试工具是很有用的。它也可以用来当做一个通过跟踪不同的程序调用来了解系统的工具。这个工具的好处是不需要源代码，程序也不需要重新编译。

        使用strace的基本语法是：strace 命令

        strace有各种各样的参数。可以检查看strace的手册页来获得更多的细节。 strace的输出非常长，我们通常不会对显示的每一行都感兴趣。我们可以用'-e expr'选项来过滤不想要的数据。

        用 '-p pid' 选项来绑到运行中的进程.

        用'-o'选项，命令的输出可以被重定向到文件。

         转存失败重新上传取消

2.3、ltrace

        ltrace跟踪和记录一个进程的动态（运行时）库的调用及其收到的信号。它也可以跟踪一个进程所作的系统调用。它的用法是类似与strace。

        ltrace command

                '-i' 选项在调用库时打印指令指针。

                '-S' 选项被用来现实系统调用和库调用

        所有可用的选项请参阅ltrace手册。

        转存失败重新上传取消

 2.4、Valgrind

        Valgrind是一套调试和分析工具。它的一个被广泛使用的默认工具——'Memcheck'——可以拦截malloc()，new()，free()和delete()调用。换句话说，它在检测下面这些问题非常有用：

                1、内存泄露

                2、重释放

                3、访问越界

                4、使用未初始化的内存

                5、使用已经被释放的内存等。

        它直接通过可执行文件运行。

        Valgrind也有一些缺点，因为它增加了内存占用，会减慢你的程序。它有时会造成误报和漏报。它不能检测出静态分配的数组的访问越界问题。

        valgrind –tool=memcheck –leak-check=yes test

        转存失败重新上传取消

        valgrind显示堆溢出和内存泄漏的输出

        正如我们在上面看到的消息，我们正在试图访问函数f未分配的内存以及分配尚未释放的内存。

2.5、GDB

        GDB是来自自由软件基金会的调试器。它对定位和修复代码中的问题很有帮助。当被调试的程序运行时，它给用户控制权去执行各种动作， 比如：

                1、启动程序

                2、停在指定位置

                3、停在指定的条件

                4、检查所需信息

                5、改变程序中的数据 等。

        你也可以将一个崩溃的程序coredump附着到GDB并分析故障的原因。

        GDB提供很多选项来调试程序。 然而，我们将介绍一些重要的选择，来感受如何开始使用GDB。

        如果你还没有安装GDB，可以在这里下载：GDB官方网站。

三、Linux性能问题定位

3.1、基本流程

        如果你在Linux下碰到比较复杂的性能问题，记住，按照下面的４步走，会让你解决linux性能问题的时候事半功倍。

                1、先用top命令看linux系统总体的cpu使用情况。如果有异常，用pidstat -u查看细粒度的各个进程的cpu使用情况；否则，转向下一步。

                2、用vmstat命令查看linux系统总体的内存使用情况。如果有异常，用smem查看细粒度的各个进程的内存使用情况；否则，转向下一步。

                3、用iostat命令查看linux系统总体的IO使用情况。如果有异常，用iotop查看细粒度的各个进程的IO使用情况；否则，转向下一步。

                4、用iftop命令查看linux系统总体的网络使用情况。如果有异常，用nethogs查看细粒度的各个进程的网络带宽使用情况。

3.2、常用工具

        Linux下应用程序的cpu使用率较高，如何找到是哪段代码引起的？给你介绍这５个linux工具试试看！

                1、先看整体。通过top命令查看linux系统整体的cpu使用率和整体的平均负载；

                2、然后再看进程个体。通过pidstat -u 1查看linux下各个进程的cpu使用率，找到可疑进程；

                3、pstree -p {pid}查看进程的继承关系，这一步是可选的，但可以让我们清楚了解进程的族谱；

                4、strace -f -p {pid} 追踪进程的系统调用情况，确认是否存在频繁的系统调用？如果存在，就说明找到了根本原因；否则，继续下一步；

                5、pstack {pid}显示应用程序的实时的函数调用堆栈，从而找出性能瓶颈点；