4. printk 格式说明符：从基础到内核专用扩展

printk 的格式化语法与标准 C 库 printf 高度兼容，但内核环境增加了大量专用扩展，用于安全、网络地址、设备标识等场景。掌握这些格式符是准确解读内核日志的前提。

4.1 基础整数与指针格式符

下表列出最常用的 printk 格式符及其典型输出场景：

4.2 内核专用 %p 扩展家族

Linux 内核为 %p 定义了丰富的子格式符，用于安全隐藏、网络地址、设备标识等场景。这些扩展由 lib/vsprintf.c 中的 pointer() 函数解析。

4.2.1 安全与访问控制：%pK

%pK 是内核安全审计的核心格式符。它根据 /proc/sys/kernel/kptr_restrict 的值决定是否暴露真实地址：

4.2.2 网络地址格式化：%pI4 / %pI6

网络协议栈中频繁需要打印 IP 地址，%pI4 和 %pI6 提供了标准格式化：

// IPv4 地址
__be32 addr = in_aton("192.168.1.1");
printk(KERN_INFO "IPv4: %pI4\n", &addr);
// 输出: IPv4: 192.168.1.1

// IPv6 地址
struct in6_addr addr6 = IN6ADDR_LOOPBACK_INIT;
printk(KERN_INFO "IPv6: %pI6\n", &addr6);
// 输出: IPv6: ::1

// 带端口号的 IPv4
printk(KERN_INFO "Endpoint: %pI4:%d\n", &addr, 8080);
// 输出: Endpoint: 192.168.1.1:8080

4.2.3 设备标识：%pdev / %pOF

设备驱动开发中，%pdev 和 %pOF 能直接打印设备名称和设备树节点路径：

struct platform_device *pdev = ...;
struct device_node *np = pdev->dev.of_node;

printk(KERN_INFO "Device: %pdev\n", pdev);
// 输出: Device: my-i2c-device.0

printk(KERN_INFO "DT node: %pOF\n", np);
// 输出: DT node: /soc/i2c@7e804000/my-i2c-device

4.2.4 其他常用 %p 扩展

4.3 格式符选择流程

下面的 SVG 流程图展示了在编写 printk 时如何根据数据类型选择正确的格式符：

4.4 实战案例：驱动调试中的格式符组合

以下是一个 I2C 驱动调试片段的真实示例，展示了多种格式符的混合使用：

#include <linux/i2c.h>
#include <linux/device.h>

static int my_i2c_probe(struct i2c_client *client,
                        const struct i2c_device_id *id)
{
    struct device *dev = &client->dev;
    u8 reg_val;
    int ret;
    size_t buf_size = 256;

    // 1. 设备标识：使用 %pdev 和 %pOF
    dev_info(dev, "Probing device: %pdev\n", client);
    dev_info(dev, "DT node: %pOF\n", dev->of_node);

    // 2. 地址与安全：使用 %pK 隐藏内核指针
    dev_dbg(dev, "client struct at %pK\n", client);

    // 3. 整数与十六进制：寄存器值
    ret = i2c_smbus_read_byte_data(client, 0x10);
    if (ret < 0) {
        dev_err(dev, "read reg 0x10 failed: %d\n", ret);
        return ret;
    }
    reg_val = (u8)ret;
    dev_info(dev, "REG[0x10] = 0x%02x (%u)\n", reg_val, reg_val);

    // 4. 大小与计数：使用 %zu
    dev_info(dev, "Allocated buffer: %zu bytes\n", buf_size);

    // 5. 网络地址（如果设备涉及网络）
    // __be32 ip = in_aton("10.0.0.1");
    // dev_info(dev, "Server IP: %pI4\n", &ip);

    return 0;
}

4.5 格式符常见错误与排查

• 类型不匹配： 用 %d 打印 size_t 导致高 32 位截断。修复：使用 %zu。
• 指针解引用： %p 期望指针值，传入 %p 时误传 *ptr 会导致崩溃。修复：传入地址 &var 或 ptr。
• 网络地址字节序： %pI4 期望网络字节序（big-endian）的 __be32，传入主机字节序会打印乱序地址。修复：使用 htonl() 转换。
• 安全泄露： 生产环境使用 %p 暴露内核地址。修复：全局替换为 %pK。

4.6 本章小结