函数会把内容输出到ring 中,这个环形缓冲区的设计可以高效地存储和管理内核打印的日志信息。当ring 满了之后,新的日志会覆盖最早的日志,这种设计可以保证内核日志的实时性。
在用户态,我们可以通过多种方式查看内核日志,比如使用dmesg命令、读取/proc/kmsg、/dev/kmsg文件或者使用函数等。
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要想启动记录需要打开内核选项和
/* record buffer */
#define LOG_ALIGN __alignof__(unsigned long)
#define __LOG_BUF_LEN (1 << CONFIG_LOG_BUF_SHIFT)
#define LOG_BUF_LEN_MAX (u32)(1 << 31)
static char __log_buf[__LOG_BUF_LEN] __aligned(LOG_ALIGN);
static char *log_buf = __log_buf;
static u32 log_buf_len = __LOG_BUF_LEN;
Linux 内核共提供了八种不同的消息级别,分为级别 0~7。数值越大,表示级别越低
#define KERN_SOH "01" /* ASCII Start Of Header */
#define KERN_EMERG KERN_SOH "0" /* system is unusable */
#define KERN_ALERT KERN_SOH "1" /* action must be taken immediately */
#define KERN_CRIT KERN_SOH "2" /* critical conditions */
#define KERN_ERR KERN_SOH "3" /* error conditions */
#define KERN_WARNING KERN_SOH "4" /* warning conditions */
#define KERN_NOTICE KERN_SOH "5" /* normal but significant condition */
#define KERN_INFO KERN_SOH "6" /* informational */
#define KERN_DEBUG KERN_SOH "7" /* debug-level messages */
#define KERN_DEFAULT "" /* the default kernel loglevel */
修改系统内核日志打印权限/proc/sys//
查看命令"cat /proc/sys/kernel/printk"
修改命令"echo 8 > /proc/sys/kernel/printk"
int console_printk[4] = {
CONSOLE_LOGLEVEL_DEFAULT, /* console_loglevel */
MESSAGE_LOGLEVEL_DEFAULT, /* default_message_loglevel */
CONSOLE_LOGLEVEL_MIN, /* minimum_console_loglevel */
CONSOLE_LOGLEVEL_DEFAULT, /* default_console_loglevel */
};
EXPORT_SYMBOL_GPL(console_printk);
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第一个值 4:代表当前控制台日志级别(),即控制台输出的日志级别。 第二个值 4:代表默认控制台日志级别(evel),即默认情况下控制台输出的日志级别。 第三个值 1:代表最小控制台日志级别(evel),即允许输出到控制台的最低日志级别。 第四个值 7:代表当前内核日志级别(evel),即内核当前的日志级别。
dmesg&/dev/kmsg实战
dmesg命令在默认情况下会读取/dev/kmsg文件来获取内核日志,代码实现了和两个接口,通过调用open函数打开文件并使用read函数逐条读取日志信息
const struct file_operations kmsg_fops = {
.open = devkmsg_open,
.read = devkmsg_read,
.write_iter = devkmsg_write,
.llseek = devkmsg_llseek,
.poll = devkmsg_poll,
.release = devkmsg_release,
};
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下面讲一下最原始内核0.11版本的代码实现,理解了最原始的实现,对后面的改动就很简单了函数调用关系
->->
格式化输出
的函数,用于在控制台上输出格式化的字符串。 该函数使用了可变参数列表,可以接受任意数量的参数。 首先,使用宏初始化一个类型的变量args,然后使用函数将格式化的字符串和可变参数列表args打印到一个缓冲区buf中,返回打印的字符数。 首先将fs寄存器和ds寄存器的值压入栈中,然后将fs寄存器的值设置为ds寄存器的值,这是为了在访问buf时使用fs寄存器,因为fs寄存器通常用于指向当前进程的TSS(任务状态段),而TSS中包含了当前进程的内核栈。然后将打印的字符数i压入栈中,接着将buf的地址和一个值为0的参数依次压入栈中,调用函数将buf中的内容写入控制台。最后,将栈中的值弹出,恢复fs寄存器和ds寄存器的值,返回打印的字符数i。
函数源码
static char buf[1024];
extern int vsprintf(char * buf, const char * fmt, va_list args);
int printk(const char *fmt, ...)
{
va_list args;
int i;
va_start(args, fmt);
i=vsprintf(buf,fmt,args);
va_end(args);
__asm__("push %%fsnt"
"push %%dsnt"
"pop %%fsnt"
"pushl %0nt"
"pushl $bufnt"
"pushl $0nt"
"call tty_writent"
"addl $8,%%espnt"
"popl %0nt"
"pop %%fs"
::"r" (i):"ax","cx","dx");
return i;
}
终端输出函数
函数,用于将字符数组buf中的内容写入到指定通道对应的终端设备中。函数的返回值是成功写入的字符数。 函数首先检查通道号是否大于2或者写入字符数nr是否小于0,如果是,则返回-1表示错误。 接下来,函数通过将通道号与相加,得到对应的结构体指针tty。 然后,函数进入一个循环,直到写入字符数nr为0。在每次循环中,函数会调用函数,如果写入队列tty->已满,则会使当前进程进入睡眠状态,直到队列有足够的空间。 接着,函数检查当前进程是否有信号待处理,如果有,则跳出循环。 然后,函数进入一个嵌套循环,直到写入字符数nr为0或者写入队列tty->已满。在每次循环中,函数从buf中读取一个字符c,并根据终端设备的配置进行处理。处理包括:将回车符'r'转换为换行符'n'(如果配置允许),将换行符'n'转换为回车符'r'(如果配置允许),将换行符'n'转换为回车符'r'并插入队列中(如果配置允许),将字符转换为大写(如果配置允许)。然后,指针b向后移动一位,写入字符数nr减1,重置为0,并将字符c插入到写入队列tty->中。 接着,函数调用tty->write函数,将写入队列中的字符进行实际的写入操作。 如果写入字符数nr仍大于0,则调用函数进行进程调度,让其他进程有机会执行。
int tty_write(unsigned channel, char * buf, int nr)
{
static int cr_flag=0;
struct tty_struct * tty;
char c, *b=buf;
if (channel>2 || nr0) {
sleep_if_full(&tty->write_q);
if (current->signal)
break;
while (nr>0 && !FULL(tty->write_q)) {
c=get_fs_byte(b);
if (O_POST(tty)) {
if (c=='r' && O_CRNL(tty))
c='n';
else if (c=='n' && O_NLRET(tty))
c='r';
if (c=='n' && !cr_flag && O_NLCR(tty)) {
cr_flag = 1;
PUTCH(13,tty->write_q);
continue;
}
if (O_LCUC(tty))
c=toupper(c);
}
b++; nr--;
cr_flag = 0;
PUTCH(c,tty->write_q);
}
tty->write(tty);
if (nr>0)
schedule();
}
return (b-buf);
}
将字符写入终端
函数内部定义了一些变量,包括nr和c,分别表示写入队列中字符的数量和当前字符。 接下来使用while循环,循环次数为写入队列中字符的数量。 在循环中,使用GETCH宏从写入队列中获取一个字符,并使用语句根据字符的不同进行不同的操作。 在case 0中,如果字符的ASCII码在31和127之间,表示是可打印字符,会进行一系列的操作,包括判断是否需要换行、设置字符属性、更新光标位置等。 在case 1中,如果字符是'[',表示后面是控制序列,会进入case 2进行处理。 在case 2中,会解析控制序列中的参数,并根据参数执行相应的操作,比如移动光标、清除屏幕等。 最后,调用函数设置光标位置。
void con_write(struct tty_struct * tty)
{
int nr;
char c;
nr = CHARS(tty->write_q);
while (nr--) {
GETCH(tty->write_q,c);
switch(state) {
case 0:
if (c>31 && c=video_num_columns) {
x -= video_num_columns;
pos -= video_size_row;
lf();
}
__asm__("movb attr,%%ahnt"
"movw %%ax,%1nt"
::"a" (c),"m" (*(short *)pos)
);
pos += 2;
x++;
} else if (c==27)
state=1;
else if (c==10 || c==11 || c==12)
lf();
else if (c==13)
cr();
else if (c==ERASE_CHAR(tty))
del();
else if (c==8) {
if (x) {
x--;
pos -= 2;
}
} else if (c==9) {
c=8-(x&7);
x += c;
pos += c<video_num_columns) {
x -= video_num_columns;
pos -= video_size_row;
lf();
}
c=9;
} else if (c==7)
sysbeep();
break;
case 1:
state=0;
if (c=='[')
state=2;
else if (c=='E')
gotoxy(0,y+1);
else if (c=='M')
ri();
else if (c=='D')
lf();
else if (c=='Z')
respond(tty);
else if (x=='7')
save_cur();
else if (x=='8')
restore_cur();
break;
case 2:
for(npar=0;npar<NPAR;npar++)
par[npar]=0;
npar=0;
state=3;
if ((ques=(c=='?')))
break;
case 3:
if (c==';' && npar='0' && c<='9') {
par[npar]=10*par[npar]+c-'0';
break;
} else state=4;
case 4:
state=0;
switch(c) {
case 'G': case '`':
if (par[0]) par[0]--;
gotoxy(par[0],y);
break;
case 'A':
if (!par[0]) par[0]++;
gotoxy(x,y-par[0]);
break;
case 'B': case 'e':
if (!par[0]) par[0]++;
gotoxy(x,y+par[0]);
break;
case 'C': case 'a':
if (!par[0]) par[0]++;
gotoxy(x+par[0],y);
break;
case 'D':
if (!par[0]) par[0]++;
gotoxy(x-par[0],y);
break;
case 'E':
if (!par[0]) par[0]++;
gotoxy(0,y+par[0]);
break;
case 'F':
if (!par[0]) par[0]++;
gotoxy(0,y-par[0]);
break;
case 'd':
if (par[0]) par[0]--;
gotoxy(x,par[0]);
break;
case 'H': case 'f':
if (par[0]) par[0]--;
if (par[1]) par[1]--;
gotoxy(par[1],par[0]);
break;
case 'J':
csi_J(par[0]);
break;
case 'K':
csi_K(par[0]);
break;
case 'L':
csi_L(par[0]);
break;
case 'M':
csi_M(par[0]);
break;
case 'P':
csi_P(par[0]);
break;
case '@':
csi_at(par[0]);
break;
case 'm':
csi_m();
break;
case 'r':
if (par[0]) par[0]--;
if (!par[1]) par[1] = video_num_lines;
if (par[0] < par[1] &&
par[1] <= video_num_lines) {
top=par[0];
bottom=par[1];
}
break;
case 's':
save_cur();
break;
case 'u':
restore_cur();
break;
}
}
}
set_cursor();
}
———END———
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