printk

printk

printk相當於printf的孿生姐妹,她們一個運行在用戶態的,另一個則在核心態被人們所熟知的。但是根據不同的作業系統也會有不一樣的效果,例如編寫一個hello word 核心模組,使用這個函式不一定會將內容顯示到終端上,但是一定在核心緩衝區里,可以使用dmesg查看效果。

基本概述

對於做嵌入式或者熟悉linux核心的人來說,對printk這個函式一定不會感到陌生。

printk是在核心中運行的向控制台輸出顯示的函式,Linux核心首先在核心空間分配一個靜態緩衝區,作為顯示用的空間,然後調用sprintf,格式化顯示字元串,最後調用tty_write向終端進行信息的顯示。

printk與printf的差異,是什麼導致一個運行在核心態而另一個運行用戶態?其實這兩個函式幾乎是相同的,出現這種差異是因為tty_write函式需要使用fs指向的被顯示的字元串,而fs是專門用於存放用戶態段選擇符的,因此,在核心態時,為了配合tty_write函式,printk會把fs修改為核心態數據段選擇符ds中的值,這樣才能正確指向核心的數據緩衝區,當然這個操作會先對fs進行壓棧保存,調用tty_write完畢後再出棧恢復。總結說來,printk與printf的差異是由fs造成的,所以差異也是圍繞對fs的處理。

基本原型

const char * fmt(…);

【示例】

與大多數展示printf的功能一樣,我們也用一個helloworld的程式來演示printk的輸出:

編寫一個核心模組:

#include<linux/kernel.h>

#include<linux/module.h>

#if CONFIG_MODVERSIONS==1

#define MODVERSIONS

#include<linux/modversions.h>

#endif

MODULE_LICENSE("GPL");

int init_module()

{

printk("hello.word-this is the kernel speaking\n");

return 0;

}

void cleanup_module()

{

printk("Short is the life of a kernel module\n");

}

保存為檔案hello.c

編寫一個Makefile:

CC=gcc

MODCFLAGS:=-O6 -Wall -DMODULE -D__KERNEL__ -DLINUX

hello.o:hello.c /usr/include/linux/version.h

$(CC) $(MODCFLAGS) -c hello.c

echo insmod hello.o to turn it on

保存為檔案Makefile

執行make

我們可以看到生成了一個hello.o的核心模組,我們想通過這個模組在插入核心的時候輸出

"hello.word-this is the kernel speaking"

這樣一條信息。

然後我們開始:

[root@localhost root]# insmod hello.o

[root@localhost root]#

並沒有輸出任何訊息。why?

這也是printf和printk的一個不同的地方

用printk,核心會根據日誌級別,可能把訊息列印到當前控制台上,這個控制台通常是一個字元模式的終端、一個串口印表機或是一個並口印表機。這些訊息正常輸出的前提是──日誌輸出級別小於console_loglevel(在核心中數字越小優先權越高)。

沒有指定日誌級別的printk語句默認採用的級別是 DEFAULT_ MESSAGE_LOGLEVEL(這個默認級別一般為<4>,即與KERN_WARNING在一個級別上),其定義在linux26/kernel/printk.c中可以找到

日誌級別一共有8個級別,printk的日誌級別定義如下(在include/linux/kernel.h中):

#define KERN_EMERG 0/*緊急事件訊息,系統崩潰之前提示,表示系統不可用*/

#define KERN_ALERT 1/*報告訊息,表示必須立即採取措施*/

#define KERN_CRIT 2/*臨界條件,通常涉及嚴重的硬體或軟體操作失敗*/

#define KERN_ERR 3/*錯誤條件,驅動程式常用KERN_ERR來報告硬體的錯誤*/

#define KERN_WARNING 4/*警告條件,對可能出現問題的情況進行警告*/

#define KERN_NOTICE 5/*正常但又重要的條件,用於提醒*/

#define KERN_INFO 6/*提示信息,如驅動程式啟動時,列印硬體信息*/

#define KERN_DEBUG 7/*調試級別的訊息*/

我們來修改hello.c程式,使printk的輸出級別為最高:

printk("<0>""hello.word-this is the kernel speaking\n");

然後重新編譯hello.o,並插入核心:

[root@localhost root]# insmod hello.o

[root@localhost root]#

Message from syslogd@localhost at Sat Aug 15 05:32:22 2009 ...

localhost kernel: hello.word-this is the kernel speaking

hello,world信息出現了。

其實printk始終是能輸出信息的,只不過不一定是到了終端上。我們可以去

/var/log/messages這個檔案裡面去查看。

如果klogd沒有運行,訊息不會傳遞到用戶空間,只能查看/proc/kmsg

通過讀寫/proc/sys/kernel/printk檔案可讀取和修改控制台的日誌級別。查看這個檔案的方法如下:

#cat /proc/sys/kernel/printk 6 4 1 7

上面顯示的4個數據分別對應控制台日誌級別、默認的訊息日誌級別、最低的控制台日誌級別和默認的控制台日誌級別。

可用下面的命令設定當志級別:

# echo 8 > /proc/sys/kernel/printk

這樣所有級別<8,(0-7)的訊息都可以顯示在控制台上.

輸出格式

printk函式:

KERN_EMERG"<0>"/*緊急事件訊息,系統崩潰之前提示,表示系統不可用*/

KERN_ALERT"<1>"/*報告訊息,表示必須立即採取措施*/

KERN_CRIT"<2>"/*臨界條件,通常涉及嚴重的硬體或軟體操作失敗*/

KERN_ERR"<3>"/*錯誤條件,驅動程式常用KERN_ERR來報告硬體的錯誤*/

KERN_WARNING"<4>"/*警告條件,對可能出現問題的情況進行警告*/

KERN_NOTICE"<5>"/*正常但又重要的條件,用於提醒。常用於與安全相關的訊息*/

KERN_INFO"<6>"/*提示信息,如驅動程式啟動時,列印硬體信息*/

KERN_DEBUG"<7>"/*調試級別的訊息*/

如果變數類型是 , 使用 prink 的格式說明符 :

int %d 或者 %x( 註: %d 是十進制, %x 是十六進制 )

unsigned int %u 或者 %x

long %ld 或者 %lx

unsigned long %lu 或者 %lx

long long %lld 或者 %llx

unsigned long long %llu 或者 %llx

size_t %zu 或者 %zx

ssize_t %zd 或者 %zx

原始指針值必須用 %p 輸出。

u64,即(unsigned long long),必須用 %llu 或者 %llx 輸出,如:

printk("%llu", (unsigned long long)u64_var);

s64,即(long long),必須用 %lld 或者 %llx 輸出,如 :

printk("%lld", (long long)s64_var);

如果 ( 變數類型 )<type> 的長度依賴一個配置選項 ( 例如: sector_t, blkcnt_t, phys_addr_t, resource_size_t) 或者 依賴相關的體系結構(例如: tcflag_t ),使用一個可能最大類型的格式說明符,並且顯示轉換它。如:

printk("test: sector number/total blocks: %llu/%llu\n",(unsigned long long)sector, (unsigned long long)blockcount);

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