linux 内核 printk 使用

在linux 中，内核打印语句 printk() 会将内核信息输出到内核信息缓冲区中。内核信息缓冲区是一个环形缓冲区（ring buffer），因此，如果插入的信息过多，就会将之前的信息冲刷掉。

printk() 定义了8个消息级别，分为级别0 ~ 7，级别越低（数值越大）的消息越不重要，第0级是紧急事件，

第7级是调试级，在内核中 include/linux/printk.h 中的定义如下：

#define KERN_EMERG "<0>" /* system is unusable */
#define KERN_ALERT "<1>" /* action must be taken immediately */
#define KERN_CRIT "<2>" /* critical conditions */
#define KERN_ERR "<3>" /* error conditions */
#define KERN_WARNING "<4>" /* warning conditions */
#define KERN_NOTICE "<5>" /* normal but significant condition */
#define KERN_INFO "<6>" /* informational */
#define KERN_DEBUG "<7>" /* debug-level messages */

0级，代表紧急事件，一般是系统崩溃之前提示的消息
1级，必须立即采取行动
2级，临界状态，通常涉及严重的硬件或软件操作失败
3级，用于报告错误状态，设备驱动程序会经常使用KERN_ERR 报告来自硬件的问题
4级，对可能出现问题的情况进行警告，这类情况通常不会对系统造成严重问题
5级，有必要进行提示的正常情况，许多与安全相关的状况用这个级别进行提示
6级，内核提示性信息，很多驱动程序在启动的时候用这个级别打印出它们找到的硬件信息
7级，用于调试信息

调试时，通常使用封装了 printk 的更高级的宏，其中可替代 printk 的宏如下：

#define pr_emerg(fmt, ...) \
printk(KERN_EMERG pr_fmt(fmt), ##__VA_ARGS__)
#define pr_alert(fmt, ...) \
printk(KERN_ALERT pr_fmt(fmt), ##__VA_ARGS__)
#define pr_crit(fmt, ...) \
printk(KERN_CRIT pr_fmt(fmt), ##__VA_ARGS__)
#define pr_err(fmt, ...) \
printk(KERN_ERR pr_fmt(fmt), ##__VA_ARGS__)
#define pr_warning(fmt, ...) \
printk(KERN_WARNING pr_fmt(fmt), ##__VA_ARGS__)
#define pr_warn pr_warning
#define pr_notice(fmt, ...) \
printk(KERN_NOTICE pr_fmt(fmt), ##__VA_ARGS__)
#define pr_info(fmt, ...) \
printk(KERN_INFO pr_fmt(fmt), ##__VA_ARGS__)
#define pr_cont(fmt, ...) \
printk(KERN_CONT fmt, ##__VA_ARGS__)

/* pr_devel() should produce zero code unless DEBUG is defined */
#ifdef DEBUG
#define pr_devel(fmt, ...) \
printk(KERN_DEBUG pr_fmt(fmt), ##__VA_ARGS__)
#else
#define pr_devel(fmt, ...) \
no_printk(KERN_DEBUG pr_fmt(fmt), ##__VA_ARGS__)
#endif

在打印信息时，如果要打印所出其所在函数，可以使用 __FUNCTION__，

printk("%s: Incorrect IRQ %d from %s\n", __FUNCTION, irq, devname);

对于做Linux内核开发的人来说，printk实在是再熟悉不过了。内核启动时显示的各种信息大部分都是通过她来实现的，在做内核驱动调试的时候大部分时候使用她就足矣。她之所以用得如此广泛，一个是由于她使用方便，还有一个重要的原因是她的健壮性。它使用范围很广，几乎是内核的任何地方都能调用它。你既可以在中断上下文、进程上下中调用她，也可以在任何持有锁时调用她，更可以在SMP系统中调用她，且调用时连锁都不必使用。这样好的适应性来源于她的设计，一个由三个指针控制的简单“ring buffer”。

注意上面说到的是：“几乎”在内核的任何地方都可以使用。那什么地方使用会有“问题”？那就是在系统启动过程的早期，终端初始化之前的某些地方虽然可以使用，但是在终端和控制台被初始化之前所有信息都被缓存在printk的简单的ring buffer（环形缓冲区）中，直到终端和控制台被初始化之后，所有缓存信息都被一并输出。

如果你要调试的是启动过程最开始的部分（如setup_arch()），可以依靠此时能够工作的硬件设备（如串口）与外界通信，使用printk()的变体early_printk()函数。她在启动过程初期就具有在终端上打印的能力，功能与prink()类似，区别在于：

（1）函数名
（2）能够更早地工作（输出信息）
（3）她有自己的小缓存（一般为512B）
（4）一次性输出到硬件设备，不再以ring buffer的形式保留信息。
但该函数在一些构架上无法实现，所以这种办法缺少可移植性。（大多数构架都可以，包括x86和arm）。
所以，除非要在启动初期在终端上输出，否则我们认为printk()在任何情况下都能工作。这点从内核的启动代码中就可以看出，在已进入start_kernel不久就通过printk打印内核版本信息了。

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