2. printk 日志级别：从 KERN_EMERG 到 KERN_DEBUG

printk 是内核中最基础的日志输出接口，其核心设计围绕 日志级别 (Log Level) 展开。每个 printk 调用都必须携带一个级别宏，用于标识消息的严重程度。内核根据这些级别决定是否将消息输出到控制台，以及是否写入系统日志缓冲区。

2.1 八级定义与数值含义

Linux 内核在 <linux/kern_levels.h> 中定义了 8 个日志级别宏，数值从 0 到 7，数值越小，优先级越高。下表列出了每个级别的宏名、数值、对应的字符串前缀以及典型使用场景：

2.2 级别在 printk 中的使用规范

在代码中使用 printk 时，级别宏必须作为 第一个参数，且与格式字符串之间不加逗号。这是内核编码风格中的硬性规定。

// 正确用法：级别宏紧贴格式字符串
printk(KERN_ERR "DMA transfer failed on channel %d\n", channel);

// 错误用法：级别宏与格式字符串之间加了逗号
printk(KERN_ERR, "DMA transfer failed on channel %d\n", channel);  // 编译警告

// 错误用法：忘记加级别宏（默认使用 KERN_WARNING，但不推荐）
printk("DMA transfer failed on channel %d\n", channel);

2.3 级别选择原则与避坑指南

选择正确的日志级别是内核调试的基本功。以下原则可以帮助你做出合理判断：

• KERN_EMERG / KERN_ALERT：仅在系统级灾难时使用。滥用会导致真正的紧急消息被淹没。
• KERN_CRIT：用于关键子系统失效，如文件系统损坏、内存分配失败导致 OOM。
• KERN_ERR：最常用的错误级别。驱动或模块遇到可恢复的错误时使用，例如设备未响应、校验和错误。
• KERN_WARNING：用于非致命但值得关注的情况，如降级模式、不支持的配置。
• KERN_NOTICE：正常但重要的状态变更，如网络接口 up/down、模块加载。
• KERN_INFO：常规信息，如驱动版本、硬件探测结果。
• KERN_DEBUG：仅在开发调试阶段使用。生产内核通常通过 dynamic_debug 或编译选项关闭此级别输出。

2.4 日志级别与控制台输出的关系

内核通过三个关键变量控制日志输出行为：

• console_loglevel：控制台输出阈值。只有级别数值小于此值的消息才会被打印。
• default_message_loglevel：未指定级别的 printk 默认使用的级别（通常为 4，即 KERN_WARNING）。
• minimum_console_loglevel：控制台允许设置的最小级别（通常为 1，即 KERN_ALERT）。

运行时可以通过 /proc/sys/kernel/printk 文件查看和修改这些值：

# 查看当前日志级别设置
cat /proc/sys/kernel/printk
# 输出示例：7       4       1       7
# 分别对应：console_loglevel, default_message_loglevel, minimum_console_loglevel, default_console_loglevel

# 将控制台日志级别设为 4（只显示 KERN_WARNING 及以上）
echo "4 4 1 7" > /proc/sys/kernel/printk

2.5 日志级别与 dmesg 的交互

所有 printk 消息（无论是否输出到控制台）都会被写入内核的 环形缓冲区 (ring buffer)，可以通过 dmesg 命令查看。dmesg 默认显示所有级别的消息，但可以通过 -l 参数按级别过滤：

# 只显示 KERN_ERR 及以上级别的消息
dmesg -l err

# 显示 KERN_WARNING 和 KERN_ERR 级别的消息
dmesg -l warn,err

# 显示所有级别的消息（默认行为）
dmesg -l emerg,alert,crit,err,warn,notice,info,debug

下图展示了 printk 消息从产生到输出的完整路径：

2.6 级别使用规范总结

下表总结了不同开发阶段和场景下的级别选择策略：