内核调试高手养成实战 · Day 1：实体开发板上的调试方法汇总与实战入口-优快云博客

基于 NXP i.MX8MP-EVK 实体板，深入分析内核调试的典型场景和应对方式。不讲理论，只讲你真遇到问题时该怎么做！

一、你在实体开发板上会遇到哪些内核问题？

在实际调试 BSP、驱动、设备树时，常常遇到以下典型问题：

问题类型	现象	是否能启动
① 内核卡住	启动停在 `Starting kernel...` 或无输出	✘
② 串口正常但内核崩溃	出现 panic 或 oops	✘
③ 设备未被识别	驱动未加载、probe 未触发	✔
④ 外设功能异常	比如 CSI 拍照无效、GPU 无图像	✔
⑤ 电源管理异常	runtime suspend/resume 异常	✔
⑥ 挂载文件系统失败	卡死在 rootfs 挂载处	✘

二、调试准备：实体机上的基本方法和工具

在不使用 JTAG 或 GDB 的情况下，实体调试主要依赖以下几类方法：

方法	用途
串口（UART）输出	最核心的调试入口，打印日志
内核参数（bootargs）修改	开启日志、切换调试级别
内核 `printk()`	插桩定位关键路径
`dmesg`	查看启动完成后的内核日志
`/proc`、`sysfs`	查看设备状态、驱动绑定关系
`devmem` / `hexdump`	查看寄存器、物理地址内容
自定义调试模块	主动测试某类接口，如 GPIO 测试模块

三、调试步骤：按问题类型拆解的具体方法

在这里插入图片描述

【问题 ①】启动卡在 `Starting kernel...`

表现：

U-Boot 输出正常，最后一行：
Starting kernel ...
<然后没有任何内容>

排查方式：

检查内核是否启用了串口输出：

修改 bootargs：

setenv bootargs console=ttymxc1,115200 earlycon earlyprintk

检查设备树中 chosen 节点是否包含：
```
stdout-path = "serial1:115200n8";
```
内核是否包含 UART 驱动并使能了 CONFIG_SERIAL_IMX。
如有 HDMI 屏幕，可对比是否 framebuffer 提供了输出。

【问题 ②】Kernel panic

表现：

Unable to handle kernel NULL pointer dereference at virtual address ...
Kernel panic - not syncing: Fatal exception

调试方法：

记录串口日志中的 panic 调用栈。
打开你使用的内核源码，搜索最后一行函数，逆向分析。
如果你用了模块，考虑用 printk() 插桩测试函数是否返回 NULL。
若 panic 涉及设备操作，如 i2c_transfer()，优先怀疑 probe 未成功、regulator 未 enable。

【问题 ③】驱动未加载 / probe 不执行

表现：

dmesg 中无对应驱动日志
/sys/bus/.../drivers 目录中找不到绑定关系

调试方法：

检查设备树是否配置正确（如 compatible、reg 匹配）。

使用：

dmesg | grep <compatible字符串>

或

find /sys/firmware/devicetree -name compatible | xargs grep xxx

在驱动中加 printk：

static int my_probe(...) {
    pr_info(">>> my driver probe!\n");
}

检查内核是否启用了该驱动：CONFIG_MY_DRIVER=y 或 m。

【问题 ④】设备运行异常（功能不正常）

如：

CSI 拍照失败
音频输出无声音
GPU 无法加速

调试思路：

dmesg 查看驱动注册 log

检查 runtime suspend/resume：

cat /sys/devices/.../power/runtime_status

检查设备挂载路径 /dev/xxx 是否存在

验证设备初始化时钟、电源是否正常：

cat /sys/kernel/debug/clk/clk_summary
cat /sys/kernel/debug/regulator/regulator_summary

使用 cat /proc/interrupts 看是否有中断触发

【问题 ⑤】runtime suspend 异常

表现：

使用 GPU 或 ISP 后设备无法再启动
板子空闲一段时间后功能丢失

调试方法：

查看是否绑定 power domain：
```
cat /sys/kernel/debug/pm_genpd/summary
```
查看是否调用了 .runtime_suspend / .runtime_resume
适当禁用 power saving 以验证问题是否与 suspend 有关：
```
echo on > /sys/devices/.../power/control
```

【问题 ⑥】卡在挂载根文件系统

表现：

VFS: Cannot open root device "mmcblk1p2" or unknown-block(0,0)

调试方法：

确保内核配置启用了 eMMC/SD 驱动：

CONFIG_MMC_SDHCI
CONFIG_MMC_SDHCI_MSM
CONFIG_MMC_SDHCI_ESDHC_IMX

查看设备节点是否正确：/dev/mmcblkX, rootwait
改为使用 initramfs（内核内置根文件系统）做对比验证。

四、调试经验汇总

方法	优势	注意事项
printk	快速、无依赖	需重新编译
串口日志	实时、通用	要注意 bootargs 配置
dmesg	可查看历史日志	重启后会丢失
/sys/debug	可查电源/时钟/中断状态	需开启对应调试选项
devmem	可直接查看硬件寄存器	需理解物理地址映射
修改设备树	可定位问题节点	修改后需重新编译dtb