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linuxkernel如何印log

Linux内核通过 printk()函数打印日志，支持多级优先级（如KERN_INFO/WARN/ERR），日志可经syslog传递至/var/log/messages或

基础日志打印函数

printk() 家族

这是最经典的内核日志接口,其原型定义为：

#define printk(fmt, ...) __printk(KERN_DEFAULT, fmt, ##__VA_ARGS__)

实际使用时需指定日志等级作为首个参数,完整形式为 printk(level, format, args)，支持的日志等级如下表所示：

日志等级宏 数值 用途 典型场景
KERN_EMERG 0 系统不可用（Panic级） 致命错误强制停机
KERN_ALERT 1 必须立即处理的动作 硬件故障警告
KERN_CRIT 2 严重错误 内存分配失败
KERN_ERR 3 错误条件 设备驱动初始化失败
KERN_WARNING 4 潜在问题预警 资源耗尽前的阈值提示
KERN_NOTICE 5 正常但重要的事件 模块加载成功通知
KERN_INFO 6 常规信息 协议协商过程记录
KERN_DEBUG 7 调试信息 数据结构内容校验

示例代码：

// 记录网络包接收异常
printk(KERN_WARNING "eth%d: rx overrun detected, dropped %d packetsn", port_id, drop_count);
// 调试USB枚举过程
printk(KERN_DEBUG "usb_probe: vid=%04x pid=%04x speed=%dn", idVendor, idProduct, speed);

dev_info() / dev_err() 系列

针对设备驱动设计的专用接口,自动关联设备实例：

struct device dev = &my_device->dev;
dev_info(dev, "Temperature sensor reading: %d°Cn", temp);
dev_err(dev, "I2C communication failed (err=%d)n", ret);

优势在于日志会自动携带设备路径信息（如input:0003:001A），便于多设备环境下的问题排查。

linuxkernel如何印log 第1张

子系统专属接口

许多内核子系统提供定制化日志方案：

  • PCI子系统：pci_udev_info()/pci_udev_err()
  • USB Gadget：gadget_vdbg()（虚拟调试总线）
  • Networking：netdev_dbg()/nl_info()
  • Kobjects：kobject_uevent()触发用户态事件

日志控制机制

编译期配置

内核配置文件.config中的以下选项直接影响日志行为：
| 配置项 | 默认值 | 作用 |
|———————-|——–|—————————————|
| CONFIG_PRINTK | y | 启用标准printk输出 |
| CONFIG_PRINTK_TIME | y | 日志前缀添加时间戳（格式：[MMSS]） |
| CONFIG_DYNAMIC_DEBUG| y | 支持动态调试标记开关 |
| CONFIG_DEBUG_KERNEL| n | 全局禁用KERN_DEBUG级日志 |

运行时过滤

通过/proc/sys/kernel/printk文件实时调整日志策略：

# 查看当前设置
cat /proc/sys/kernel/printk
# 输出示例：4      4       1       7
# 四个字段依次表示：console_loglevel loglevel min_loglevel defloglevel
# 临时修改（重启后失效）
echo "6 6 1 7" > /proc/sys/kernel/printk
# 解释：将控制台和默认日志级别设为INFO(6)，最低允许DEBUG(1)

持久化修改需写入/etc/sysctl.conf或对应启动参数。

动态调试标记（Dynamic Debug）

现代内核提供的细粒度控制方案：

  1. 定义标记：在源码中添加DEFINE_DD(name, description) 
    DEFINE_DD("pci_scan", "PCI bus scan progress");
  2. 使用标记：替换传统printk为dynamic_prin��k(DD_NAME, ...) 
    dynamic_printk(pci_scan, "Found device at %s irq=%dn", slot, irq);
  3. 运行时控制：通过/sys/kernel/debug/dynamic_debug/control文件启用特定标记： 
    echo 'file pci.ko +p' > /sys/kernel/debug/dynamic_debug/control
# 启用pci.ko模块中的所有p开头的调试标记

高级日志技术

Tracing Toolkits

工具名称 特点 适用场景
FTrace 轻量级函数调用追踪 性能热点分析
LTTng 跨组件关联追踪 复杂事务流程可视化
SystemTap 基于探针的实时数据分析 生产环境低扰动监控
Perf Events CPU性能计数器集成 锁竞争、中断延迟测量

示例：使用FTrace记录进程调度延迟

# 挂载tracefs并启用调度器事件
mount -t tracefs none /sys/kernel/tracing
echo sched: > /sys/kernel/tracing/set_event
# 查看追踪结果
cat /sys/kernel/tracing/trace_pipe

Logbuffer管理

内核预分配环形缓冲区存储日志,可通过以下方式交互：

// 获取当前日志头部偏移量
unsigned long pos = __get_log_start();
// 手动刷新缓冲区到控制台
flush_log_buffer();

当缓冲区满时,旧日志会被覆盖，除非显式调用logbuf_lock()进行同步。

外部输出渠道

除控制台外,还可重定向日志到：

  • 串口终端：通过ttyS设备节点
  • 网络日志服务器：配合netconsole驱动
  • RAM磁盘：用于崩溃转储分析（搭配Kdump机制）
  • 持久化存储：通过printk_to_console=0禁止控制台输出，改存文件系统

最佳实践建议

  1. 分级原则：严格按严重程度选择日志等级，避免滥用KERN_DEBUG被墙生产环境日志。
  2. 格式化规范：采用类似"subsystem: event [details]"的统一格式，方便日志解析工具处理。
  3. 性能考量：高频日志应使用GFP_ATOMIC标志避免睡眠，关键路径考虑禁用彩色转义序列。
  4. 安全审计：涉及敏感数据的日志需做脱敏处理，防止侧信道攻击。
  5. 模块化设计：将日志字符串提取到头文件，便于多语言翻译和维护。

相关问答FAQs

Q1: 为什么有时printk不显示任何输出？

A: 可能原因包括：①日志级别被过滤（检查/proc/sys/kernel/printk设置）；②未启用CONFIG_PRINTK或CONFIG_PRINTK_TIME；③在中断上下文中使用了阻塞式日志函数；④日志被重定向到非可见设备（如串口未连接），建议通过dmesg -w命令强制刷新日志缓冲区查看完整输出。

Q2: 如何在用户态查看内核日志？

A: 常用方法有三种：①dmesg命令读取/proc/kmsg管道；②journalctl -k查看systemd期刊中的内核日志；③直接读取/proc/sys/kernel/printk了解当前日志策略，对于历史日志，可检查/var/log/kern.log或`/var/log/messages

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