【Linux 驱动】第四章 调试技术

三，使用proc文件系统进行调试

/proc 文件系统是一种特殊的，由软件创建的文件系统，内核使用它向外界导出信息。/proc 下面的每个文件都绑定于一个内核函数，用户读取其中的文件时，该函数动态完成文件内容。

所有proc模块需要包含#include<linux/fs_proc.h>

内核函数接口：

针对proc文件的不足而诞生了 Seq_file 。
Seq_file 的实现基于proc文件。使用 Seq_file ，用户必须抽象出一个链接对象，然后可以依次遍历这个链接对象。这个链接对象可以是链表，数组，哈希表等等。
编程接口
Seq_file 必须实现四个操作函数：start(), next(), show(), stop()。
struct seq_operations {
void * ( * start ) ( struct seq_file * m , loff_t * pos ) ;
void ( * stop ) ( struct seq_file * m , void * v ) ;
void * ( * next ) ( struct seq_file * m , void * v , loff_t * pos ) ;
int ( * show ) ( struct seq_file * m , void * v ) ;
} ;
start()：

主要实现初始化工作，在遍历一个链接对象开始时，调用。返回一个链接对象的偏移或者SEQ_START_TOKEN（表征这是所有循环的开始）。出错返回ERR_PTR。
stop():

当所有链接对象遍历结束时调用。主要完成一些清理工作。
next():

用来在遍历中寻找下一个链接对象。返回下一个链接对象或者NULL（遍历结束）。
show():
对遍历对象进行操作的函数。主要是调用seq_printf(), seq_puts()之类的函数，打印出这个对象节点的信息。
下图描述了 seq_file 函数对一个链表的遍历。
2、重要的数据结构
除了struct seq_operations以外，另一个最重要的数据结构是struct seq_file ：
struct seq_file {
char *buf;
size_t size;
size_t from;
size_t count;
loff_t index;
u64 version;
struct mutex lock;
const struct seq_operations *op;
void *private;
};
该结构会在seq_open函数调用中分配，然后作为参数传递给每个 seq_file 的操作函数。Privat变量可以用来在各个操作函数之间传递参数。
3、 Seq_file 使用示例：
# include /* for use of init_net*/
# include /* We're doing kernel work */
# include /* Specifically, a module */
# include /* Necessary because we use proc fs */
# include /* forseq_file*/
# define PROC_NAME "my_seq_proc"
MODULE_LICENSE ( "GPL" ) ;
static void * my_seq_start ( struct seq_file * s , loff_t * pos )
{
static unsigned long counter = 0 ;
printk ( KERN_INFO "Invoke start\n" ) ;
/* beginning a new sequence ? */
if ( * pos = = 0 )
{
/* yes => return a non null value to begin the sequence */
printk ( KERN_INFO "pos == 0\n" ) ;
return & counter ;
}
else
{
/* no => it's the end of the sequence, return end to stop reading */
* pos = 0 ;
printk ( KERN_INFO "pos != 0\n" ) ;
return NULL ;
}
}
static void * my_seq_next ( struct seq_file * s , void * v , loff_t * pos )
{
unsigned long * tmp_v = ( unsigned long * ) v ;
printk ( KERN_INFO "Invoke next\n" ) ;
( * tmp_v ) + + ;
( * pos ) + + ;
return NULL ;
}
static void my_seq_stop ( struct seq_file * s , void * v )
{
printk ( KERN_INFO "Invoke stop\n" ) ;
/* nothing to do, we use a static value in start() */
}
static int my_seq_show ( struct seq_file * s , void * v )
{
printk ( KERN_INFO "Invoke show\n" ) ;
loff_t * spos = ( loff_t * ) v ;
seq_printf ( s , "%Ld\n" , * spos ) ;
return 0 ;
}
static struct seq_operations my_seq_ops = {
. start = my_seq_start ,
. next = my_seq_next ,
. stop = my_seq_stop ,
. show = my_seq_show
} ;
static int my_open ( struct inode * inode , struct file * file )
{
return seq_open ( file , & my_seq_ops ) ;
} ;
static struct file_operations my_file_ops = {
. owner = THIS_MODULE ,
. open = my_open ,
. read = seq_read ,
. llseek = seq_lseek ,
. release = seq_release
} ;
int init_module ( void )
{
struct proc_dir_entry * entry ;
entry = create_proc_entry ( PROC_NAME , 0 , init_net . proc_net ) ;
if ( entry ) {
entry - > proc_fops = & my_file_ops ;
}
printk ( KERN_INFO "Initialze my_seq_proc success!\n" ) ;
return 0 ;
}
/**
* This function is called when the module is unloaded.
*
*/
void cleanup_module ( void )
{
remove_proc_entry ( PROC_NAME , init_net . proc_net ) ;
printk ( KERN_INFO "Remove my_seq_proc success!\n" ) ;
}
该程序在/proc/net下注册一个my_seq_proc文件。

四，通过监视调试

有时候监视用户空间应用程序的运行情况，可以捕捉到一些小问题。

strace工具，可以显示用户空间程序所发出的所有系统调用，并显示调用参数以及字符串形式的返回值。

常用参数：

-t 显示调用发生时间

-T 显示调用所花费的时间

-e 限定被跟踪的调用类型

-o 将输出重定向到一个文件