Linux內(nèi)核里的DebugFS有什么用

本篇內(nèi)容主要講解“Linux內(nèi)核里的DebugFS有什么用”，感興趣的朋友不妨來看看。本文介紹的方法操作簡單快捷，實用性強。下面就讓小編來帶大家學習“Linux內(nèi)核里的DebugFS有什么用”吧!

DebugFS，顧名思義，是一種用于內(nèi)核調(diào)試的虛擬文件系統(tǒng)，內(nèi)核開發(fā)者通過debugfs和用戶空間交換數(shù)據(jù)。類似的虛擬文件系統(tǒng)還有procfs和sysfs等，這幾種虛擬文件系統(tǒng)都并不實際存儲在硬盤上，而是Linux內(nèi)核運行起來后才建立起來。

通常情況下，最常用的內(nèi)核調(diào)試手段是printk。但printk并不是所有情況都好用，比如打印的數(shù)據(jù)可能過多，我們真正關心的數(shù)據(jù)在大量的輸出里不是那么一目了然;或者我們在調(diào)試時可能需要修改某些內(nèi)核變量，這種情況下printk就無能為力，而如果為了修改某個值重新編譯內(nèi)核或者驅(qū)動又過于低效，此時就需要一個臨時的文件系統(tǒng)可以把我們需要關心的數(shù)據(jù)映射到用戶空間。在過去，procfs可以實現(xiàn)這個目的，到了2.6時代，新引入的sysfs也同樣可以實現(xiàn)，但不論是procfs或是sysfs，用它們來實現(xiàn)某些debug的需求，似乎偏離了它們創(chuàng)建的本意。比如procfs，其目的是反映進程的狀態(tài)信息;而sysfs主要用于Linux設備模型。不論是procfs或是sysfs的接口應該保持相對穩(wěn)定，因為用戶態(tài)程序很可能會依賴它們。當然，如果我們只是臨時借用procfs或者sysfs來作debug之用，在代碼發(fā)布之前將相關調(diào)試代碼刪除也無不可。但如果相關的調(diào)試借口要在相當長的一段時間內(nèi)存在于內(nèi)核之中，就不太適合放在procfs和sysfs里了。故此，debugfs應運而生。

默認情況下，debugfs會被掛載在目錄/sys/kernel/debug之下，如果您的發(fā)行版里沒有自動掛載，可以用如下命令手動完成：

# mount -t debugfs none /your/debugfs/dir

Linux內(nèi)核為debugfs提供了非常簡潔的API，本文接下來將以一個實作為例來介紹，sample code可以從這里下載。

這個實作會在debugfs中建立如下的目錄結(jié)構(gòu)：

其中，a對應模塊中的一個u8類型的變量，b和subdir下面的c都是對應模塊里的一個字符數(shù)組，只是它們的實現(xiàn)方式不同。

在module_init里，我們首先要建立根目錄mydebug：

my_debugfs_root = debugfs_create_dir("mydebug", NULL);

***個參數(shù)是目錄的名稱，第二個參數(shù)用來指定這個目錄的上級目錄，如果是NULL，則表示是放在debugfs的根目錄里。

子目錄也是用debugfs_create_dir來實現(xiàn)：

sub_dir = debugfs_create_dir("subdir", my_debugfs_root);

建立文件a的代碼非常簡單：

debugfs_create_u8("a", 0644, my_debugfs_root, &a);

這表示文件名為“a”，文件屬性是0644，父目錄是上面建立的“mydebug”，對應的變量是模塊中的a。

Linux內(nèi)核還提供了其他一些創(chuàng)建debugfs文件的API，請參考本文的附錄。

b是一個32-bytes的字符數(shù)組，在debugfs里，數(shù)組可以用blob wrapper來實現(xiàn)。

char hello[32] = "Hello world!\n"; struct debugfs_blob_wrapper b;   b.data = (void *)hello; b.size = strlen(hello) + 1; debugfs_create_blob("b", 0644, my_debugfs_root, &b);

這里需要注意的是，blob  wrapper定義的數(shù)據(jù)只能是只讀的。在本例中，雖然我們把文件b的權限設定為0644，但實際這個文件還是只讀的，如果試圖改寫這個文件，系統(tǒng)將提示出錯。

如果需要對內(nèi)核數(shù)組進行寫的動作，blob  wrapper就無法滿足要求，我們只能通過自己定義文件操作來實現(xiàn)。在這個實作里，可以參考文件c的實現(xiàn)。c和b在模塊里對應著同一塊字符數(shù)組，不同的是，b是只讀的，而c通過自定義的文件操作同時實現(xiàn)了讀和寫。

static int c_open(struct inode *inode, struct file *filp) {     filp->private_data = inode->i_private;     return 0; }   static ssize_t c_read(struct file *filp, char __user *buffer,         size_t count, loff_t *ppos) {     if (*ppos >= 32)         return 0;     if (*ppos + count > 32)         count = 32 - *ppos;       if (copy_to_user(buffer, hello + *ppos, count))         return -EFAULT;       *ppos += count;       return count; }   static ssize_t c_write(struct file *filp, const char __user *buffer,         size_t count, loff_t *ppos) {     if (*ppos >= 32)         return 0;     if (*ppos + count > 32)         count = 32 - *ppos;       if (copy_from_user(hello + *ppos, buffer, count))         return -EFAULT;       *ppos += count;       return count; }   struct file_operations c_fops = {     .owner = THIS_MODULE,     .open = c_open,     .read = c_read,     .write = c_write, };     debugfs_create_file("c", 0644, sub_dir, NULL, &c_fops);

注：代碼里，c_open其實并沒有任何用處，因為c_read和c_write直接引用了全局變量hello。這里，我們也可以換一種寫法，在read/write函數(shù)里用filp->private_data來引用字符數(shù)組hello。

到這里，三個文件和子目錄已經(jīng)創(chuàng)建完畢。在module_exit中，我們要記得釋放創(chuàng)建的數(shù)據(jù)。

debugfs_remove_recursive(my_debugfs_root);

debugfs_remove_recursive可以幫我們逐步移除每個分配 

到此，相信大家對“Linux內(nèi)核里的DebugFS有什么用”有了更深的了解，不妨來實際操作一番吧！這里是億速云網(wǎng)站，更多相關內(nèi)容可以進入相關頻道進行查詢，關注我們，繼續(xù)學習！