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清远见——嵌入式培训专家 http :// “黑色经典”系列之《嵌入式Linux 系统开发技术详解——基于ARM》 9 章 内核调试技术 本章目标 本章介绍了各种Linux 内核调试方法。内核的调试需要从内核源码本身、调试工具等方 面做好准备。通过本章的学习，可以了解不同调试方式的特点和使用方法，根据需要选择不 同的内核调试方式。 内核调试方法 内核打印函数 获取内核信息 处理出错信息 内核源码调试 清远见嵌入式Linux 系统开发班培训教材 清远见——嵌入式培训专家 9.1 内核调试方法 对于庞大的Linux 内核软件工程，单靠阅读代码查找问题已经非常困难，需要借助调试 技术解决BUG 。通过合 的调试手段，可以有效地查找和判断BUG 的位置和原因。 9.1.1 内核调试概述 当内核运行出现错误的时候，首先要明确定义和可靠地重现这个错误现象。如果一个 BUG 不能重现，修正起来只有凭想象和读代码。内核、用户空间和硬件之间的交互非常，在 特定配置、特定机器、特殊负载条件下，运行某些程序可能会产生一个BUG ，其他条件下就 不一定产生。这在嵌入式Linux 系统上很常见，例如：在X86 平台上运行正常的驱动程序， 在ARM 平台上就可能会出现BUG 。在跟踪BUG 的时候，掌握的信息越多越好。 内核的BUG 是多种多样的。可能由于不同原因出现，并且表现形式也多种多样。BUG 范围，从完全不正确的代码（例如： 有在适当的地址存储正确的值）到同步的错误 （例如： 不适当地对一个共享变量加锁）。它们的表现形式也各种各样，从系统崩溃的错误操作到系统 性能差等。 通常 BUG 是一系列事件，内核代码的错误使得用户程序出现错误。例如：一个不待引 用数的共享结构体可能引起条件竞争。 有合 的统计，一个进程可以释放这个结构体，但 是另外一个进程仍然想要用它。再往下，第二个进程可能会使用通过一个无效的指针访问一 个不存在的结构体。这就会导致NULL 指针废弃、读垃圾数据，如果这个数据还 有被覆盖， 也可能基本正常。NULL 指针废弃会产生oops ；垃圾数据导致数据错误（接下来可能是错误 的行为或者oops ）；应用程序报告oops 或者错误的行为。内核开发者必须处理这个错误，知 道这个数据是在释放以后访问的，这存在一个条件竞争。修正的方法是为这个结构体添加引 用计数，并且可能需要加锁保护。 调试内核很难，实际上内核不同于其他软件工程。内核有操作系统独特的问题，例如： 时间管理和条件竞争，这可以使多个线程同时在内核中执行。 因此，调试 BUG 需要有效的调试手段。几乎 有一种调试工具或者方法能够解决全部 问题。即使在一些集成测试环 中，也要划分不同测试调试功能，例如：跟踪调试、内存泄 漏测试、性能测试等。掌握的调试方法越多，调试BUG 就越方便。Linux 有很多开放源代码 的工具，每一个工具的调试功能专一，所以这些工具的实现一般也比较简单。 9.1.2 学会分析内核源程序 正是由于内核的复杂性，无论使用什么调试手段，都需要熟悉内核源码。只有熟悉了内 核各部分的代码实现，才能够找到准确的跟踪点；只有熟悉操作系统的内核机制，才能准确 地判断系统运行状态。 对于初学者来说，阅读内核源代码将是非常枯燥的工作。最好先掌握一种有哪些信誉好的足球投注网站工具， 学会从源码树中有哪些信誉好的足球投注网站关键词。当