国防科大Linux设备驱动调试全攻略： printk、/proc到gdb

本文档深入探讨了Linux设备驱动程序的调试方法，由国防科技大学计算机学院张一鸣撰写。设备驱动程序运行在内核空间，其调试需特定内核支持，本文主要涵盖了以下章节： 1. **简介**： - 调试Linux设备驱动需要对内核进行重新编译，以获取相应的调试功能。 - 以2.6.11版Linux内核为例，首先需要进入编译选项配置界面，通过`makemenuconfig`命令来设置内核选项。 2. **编译选项配置**： - 在配置界面，每个选项包括“*”（编译进内核）、“M”（模块方式）和“N”（不编译）三种状态。 - 必须启用Kerneldebugging（CONFIG_DEBUG_KERNEL）选项，以便显示其他调试选项。 - Compilethekernelwithdebuginfo（CONFIG_DEBUG_INFO）选项对于使用gdb调试至关重要，因为它提供了内核符号解析。 3. **内核调试选项**： - Spinlockdebugging（CONFIG_DEBUG_SPINLOCK）用于检测未初始化的spinlock操作和多次解锁等错误。 - Sleep-inside-spinlockchecking（CONFIG_DEBUG_SPINLOC_SLEEP）虽然能检测进程持有spinlock时进入睡眠的错误，但可能导致正常情况下的大量警告，尤其在虚拟机环境下。 - Kprobes（CONFIG_KPROBES）允许插入探针以监控内核事件，通常可酌情启用或禁用。 4. **具体调试工具**： - **使用printk**：作为基本的内核日志工具，用于记录驱动程序运行信息。 - **/proc 文件系统**：提供了一种查看和控制内核运行状态的方法，包括设备驱动信息。 - **seq_file 接口**：用于创建序列文件，帮助调试驱动程序数据流。 - **strace 命令**：跟踪系统调用，可用于跟踪设备驱动的系统行为。 - **查看oops消息**：处理系统崩溃时的异常报告，帮助定位问题。 - **使用gdb**：更高级的调试工具，可以设置断点和单步执行，深入了解驱动程序内部逻辑。 通过这些章节的学习，开发者可以掌握一套完整的Linux设备驱动程序调试流程，从基础配置到高级工具的使用，以便有效地定位和解决问题。