Linux DebugFs子系统

DebugFs是Linux内核提供的一种虚拟文件系统,用于内核调试,便于与用户空间交换数据。它不同于procfs和sysfs,主要针对临时的调试需求。本文介绍了如何设置CONFIG_DEBUG_FS配置选项,包含头文件,以及debugfs的挂载。通过使用DEFINE_SIMPLE_ATTRIBUTE宏创建文件,并通过cat和echo操作调用内核的读写函数进行调试。

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debugFs是一种用于内核调试的虚拟文件系统,内核通过debugfs和用户空间交换数据,类似procfs和sysfs等,这几种虚拟文件系统都并不实际存储在硬盘上,而是linux内核运行起来后才建立的。通常情况下,最常用的内核调试手段是printk,但打印的数据如果过多,printk就显得没有那么好用,我们真正关心的数据在大量的输出里不是那么一目了然;或者我们在调试时可能需要修改某些内核变量,这种情况下printk就无能为力,而如果为了修改某个值重新编译内核或者驱动又过于低效,此时就需要一个临时的文件系统可以把我们需要关心的数据映射到用户空间。在过去,procfs可以实现这个目的,到了2.6时代,新引入的sysfs也同样可以实现,但无论时procfs还是sysfs,用它们来实现某些debug的需求,似乎偏离了它们创建的本意。比如procfs,其目的时反映进程的状态信息;而sysfs主要用于linux设备模型。不论时procfs或是sysfs的接口应该保持相对稳定,因为用户态程序很可能会依赖它们,当然,如果我们只是临时借用procfs或者sysfs来作debug之用,在代码发布之前将相关调试代码删除也无不可。但如果相关的调试接口要在相当长的一段时间内存在于内核之中,就不太适合放在procfs和sysfs里了,debugfs会被挂载在目录/sys/kernel/debug之下,如果您的发行版里没有自动挂载,可以用如下命令:

mount -t debugfs none /sys/kernel/debug 

二、API

//name是创建的文件或目录的名字,mode是文件的权限,parent是父目录,data通常指向驱动程序分配的数据,fops指向驱动分配的file_operations结构体
struct dentry debugfs_create_dir(const char name, struct dentry parent);

struct dentry debugfs_create_file(const char name, mode_t mode, struct dentry parent, void data, const struct file_operations fops);

//debugfs除了实现这个文件对函数的功能,还提供了一些API用来针对变量的操作,这样就可以在用户态去调试内核变量value了:
struct dentry debugfs_create_u8(const char 
config_fs子系统Linux内核中的一个子系统,用于配置和管理内核的各种选项和功能。其中包括了DebugFS,它是一种用于内核调试的虚拟文件系统。通过DebugFS,内核开发者可以与用户空间进行数据交换,方便进行内核调试和性能分析。 要使用DebugFS,首先需要在内核配置中启用CONFIG_DEBUG_FS选项。可以通过修改内核配置文件中的CONFIG_DEBUG_FS=y来启用,也可以通过menuconfig等工具进行设置。 DebugFS与其他虚拟文件系统(如procfs和sysfs)类似,它们都是在Linux内核运行时动态创建的,并不实际存储在硬盘上。通过在DebugFS中创建文件和目录,内核开发者可以向用户空间提供调试和性能分析相关的信息。 以下是一个使用DebugFS的示例代码,演示了如何在DebugFS中创建一个文件并向其中写入数据: ```c #include <linux/debugfs.h> #include <linux/kernel.h> #include <linux/module.h> static struct dentry *debugfs_file; static ssize_t debugfs_write(struct file *file, const char __user *buf, size_t count, loff_t *ppos) { // 处理用户空间写入的数据 // ... return count; } static const struct file_operations debugfs_fops = { .write = debugfs_write, }; static int __init debugfs_init(void) { // 在DebugFS中创建一个文件 debugfs_file = debugfs_create_file("my_debugfs_file", 0644, NULL, NULL, &debugfs_fops); if (!debugfs_file) { pr_err("Failed to create debugfs file\n"); return -ENOMEM; } pr_info("DebugFS module initialized\n"); return 0; } static void __exit debugfs_exit(void) { // 删除DebugFS中的文件 debugfs_remove(debugfs_file); pr_info("DebugFS module exited\n"); } module_init(debugfs_init); module_exit(debugfs_exit); MODULE_LICENSE("GPL"); MODULE_AUTHOR("Your Name"); MODULE_DESCRIPTION("DebugFS Example"); ``` 请注意,上述示例代码是一个简化的内核模块,用于演示如何在DebugFS中创建一个文件并处理用户空间写入的数据。实际使用时,需要根据具体需求进行修改和扩展。
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