Linux驱动设计—— 驱动调试技术

参考博客与书籍：

《Linux设备驱动开发详解》

《Linux设备驱动程序》

http://blog.chinaunix.net/uid-24219701-id-2884942.html

对于驱动程序设计来说，核心问题之一就是如何完成调试。当前常用的驱动调试技术可分为：

1. 打印调试

　　printk

　　重定向控制台消息

　　消息记录

　　开启和关闭消息速度限制

　　打印设备编号

2. 调试器调试

　　gdb

　　kdb内核调试器

　　kgdb补丁　　

3. 查询调试

　　使用/proc文件系统

　　ioctl方法

4. 监视调试

　　oops消息

5. 工具包

　　动态探测（DProbes，一种调试工具）　

　　Linux跟踪工具包

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打印调试 （类似编写应用程序时常用条件编译的Debug宏）

细节参考http://blog.csdn.net/flowingflying/article/details/4534120

在驱动开发时，printk 非常有助于调试。但当正式发行驱动程序时, 应当去掉这些打印语句。但你有可能很快又发现，你又需要在驱动程序中实现一个新功能(或者修复一个bug)，这时你又要用到那些被删除的打印语句。这里介绍一种使用printk 的合理方法,可以全局地打开或关闭它们，而不是简单地删除。

#ifdef PDEBUG
#define PLOG(fmt,args...) printk(KERN_DEBUG"scull:"fmt,##args)
#else
#define PLOG(fmt,args...) /*do nothing */
#endif

Makefile作如下修改：

DEBUG =y
ifeq ($(DEBUG),y)
DEBFLAGS =-O2 -g -DPDEBUG
else
DEBFLAGS =-O2
endif
CFLAGS +=$(DEBFLAGS)

实例：

/*
 * 输出调试信息
 * Lzy     2011-9-26
 */
#include <linux/init.h>
#include <linux/module.h>
#define DEBUG_SWITCH 1   /*1：输出 0：不输出*/

#if DEBUG_SWITCH
#define P_DEBUG(fmt,args...) printk("<kernel>:[%s]<Function> [%d]Line: "fmt, __FUNCTION__, __LINE__, ##args)
#else
#define P_DEBUG(fmt,args...) /*do nothing */
#endif

static int hello_init(void)
{
    char *name = "Lzy";
    P_DEBUG( "Hello %s\n",name);    /* 打印hello World */
    return 0;
}

static void hello_exit(void)
{
    P_DEBUG( "Goodbye, world\n");   /* 打印Goodbye,world */
}

module_init(hello_init);   /* 指定模块加载函数 */
module_exit(hello_exit);   /* 指定模块卸载函数 */

MODULE_LICENSE("GPL");

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调试工具： GDB ，KDB，KGDB

都需要编译DEBUG版本内核。

KDB单机汇编级调试，需要单独下载kernel对应的patch，

GDB没整明白,只知道 gdb vmlinux启动后 通过add-symobl-file增加被调试模块的符号信息

KGDB 在2.6.*后就已缺省放在内核源码里了，其他的需要单独下载PATCH，反正我的2.6.18内核里没有（在kernel.org中，people/ark 下应该能找到2.6.18的patch,注意打patch的顺序）

　　 查看是否有KGDB的方法是：源码路径下make menuconfig后能看到KGDB这一项。下面主要介绍2.6.18上KGDB环境的建立：

KGDB需要两台机器配合，一个开发机，一个测试机，两台机器通过串口线连接（该线是需要处理的，具体的与window上调试驱地的一致）

a.硬件连接性测试：在开发机上 执行 stty -ispeed 115200 -ospeed 115200 -F /dev/ttyS0

在测试机上 执行 stty -ispeed 115200 -ospeed 115200 -F /dev/ttyS0

在开发机上 执行 cat /dev/ttyS0

在测试机上 执行 echo "12345" < /dev/ttyS0

如果在开发机上能看到 12345表示两台机器连通

b.内核编译：在开发机上准备好内核源码及对应的KGDB patch文件（我使用的2.6.18－92.el5）

make menuconfig   选上KGDB

make modules

make modules_install (把编译后的模块文件安装到当前系统的 /lib/moudles/××××下)

在源码文件存放的一级目录下生成System.map文件，在arch/i386/boot下生成bzImage,把这两个文件拷贝到/boot下并重命名：

cp System.map /boot/System.map-2.6.18-92

cp bzImage   /boot/vmlinuz-2.6.18-92

创建 连接： ln -s System.map-2.6.18-92 System.map

ln -s vmlinuz-2.6.18-92         vmlinuz

制作initrd 文件：mkinitrd initrd-2.6.18-92 ****(****表示make modules_install时在/lib/modules下新创建的文件夹名)

c. 启动新编译内核

打开/boot/grub/grub.conf,这个文件就像XP里的boot.ini一样，拷贝一份

将对应的vmlinuz... 和 initrd...改成上面步骤中准备好的 ，同时需要增加启动参数：

kgbwait kgdb8250=0,115200   (应该本试验中使用的KGDB patch中支持8250)

这样修改后启动会进入等连接的状态，一般在开发机上，可以先不加kgdbwait kgdb8250....这个参数，从而让系统直接启动起来，这样可以判断新编译的内核是否正确。

d.布置测试机

在上步能够确保启动新内核后，将vmlinuz-2.6.18-92和initrd-26.18-92两个件弄到测试机上，并修改启动项以KGDB方式启动

e.开始内核调试（注意内核调试与内核模块调试不是一个概念）

在开发机上，源码路径下执行gdb ./vmlinux 进入GDB

执行 set remotebaud 115200

target remote /dev/ttyS0

如果成功后看到断点停在kgdb.c中 ，表示此时已经连接到测试器上

输入 c 让测试机继续启动，可以随时按ctrl+c 停步测试器

在ctrl+c 停止测试器后，便可在相要的地方增加断点，进行内核单步查看调试

f.如果要是调试内核模块 例如某驱动模块 test.ko 需要在开发机上使用gdbmod来代替gdb工具

gdbmod ./vmlinux 启动调试器后与gdb操作相同

关键在于如何加裁被调试驱动模块的符号文件（没尝试成功，因为我想调试init函数，此时驱动还没加裁）

网上搜到的是在开发机的gdbmod下使用，set s.....path 来增加符号文件路径，这样在测试机上执行insmod test.ko后 在开发机上的gdbmod就能够找到test.ko的符号文件，可是我没尝试成功，以后还要再试

To be continue... （在后续的学习中不断完善）