理解printk函数

Printk函数是在开发驱动过程中经常用到的一个函数，作用就是在串口上输出内核的信息。这个常用的函数的执行过程未必大家都和清楚，下面的文章分析一下printk的执行过程，并说明printk函数的一些特点。

 

下面是printk的执行过程，重要的步骤有如下几个

1. printk调用vprintk函数，首先是禁止抢占，并且关闭中断；

2. 调用vscnprintf函数，将输出字符串按格式组织在printk_buf缓冲区域中；

3. 调用emit_log_char函数，将printk_buf中的内容拷贝到log_buf中去；

4. 调用release_console_sem函数将log_buf的内容发送到硬件上；

根据上面列出来的printk的执行过程，我们需要了解到几个问题。

Printk执行过程是禁止抢占和关闭中断的，而从串口输出字符的速度比较缓慢，只导致printk会严重影响程序执行的速率。

然后printk函数中存在两个缓冲buf，一个buf叫做printk_buf，一个buf是log_buf。Printk_buf只有1K，它的作用是临时按格式组织字符串的缓冲。而log_buf是根据内核编译时来配置的，可以大道16K左右，是一个环形的缓冲。

在linux系统中，用户态还可以通过/proc/ksmg将log_buf中的内容读出来。

/* 
 * Call the console drivers on a range of log_buf 
 */ 
static void __call_console_drivers(unsigned start, unsigned end) 
{ 
    struct console *con; 
 
    for (con = console_drivers; con; con = con->next) 
    { 
        if ((con->flags & CON_ENABLED) && con->write && 
                (cpu_online(smp_processor_id()) || 
                 (con->flags & CON_ANYTIME))) 
            con->write(con, &LOG_BUF(start), end - start); 
    } 
} 

将log_buf中的内容向硬件上输出的时候，在console_drivers上面找到能用的console终端，然后调用write函数，将数据从硬件上输出去。

关于console终端的注册也是比较有意思的。我们应该见过u-boot给内核传递内核参数的时候有这样的内容，指明了console的名称是ttySAC0，而内核的串口驱动在初始化的时候会注册console，如果u-boot传递的这个console名称和串口驱动注册的名称一样，那么printk就会利用串口注册的console函数来操作硬件输出内容。

下面的register_console函数注册console

static struct console s3c24xx_serial_console = 
{ 
    .name        = S3C24XX_SERIAL_NAME, 
    .device        = uart_console_device, 
    .flags        = CON_PRINTBUFFER, 
    .index        = -1, 
    .write        = s3c24xx_serial_console_write, 
    .setup        = s3c24xx_serial_console_setup 
}; 
 
int s3c24xx_serial_initconsole(struct platform_driver *drv, 
                               struct s3c24xx_uart_info *info) 
 
{ 
    struct platform_device *dev = s3c24xx_uart_devs[0]; 
 
    dbg("s3c24xx_serial_initconsole\n"); 
 
    /* select driver based on the cpu */ 
 
    if (dev == NULL) 
    { 
        printk(KERN_ERR "s3c24xx: no devices for console init\n"); 
        return 0; 
    } 
 
    if (strcmp(dev->name, drv->driver.name) != 0) 
        return 0; 
 
    s3c24xx_serial_console.data = &s3c24xx_uart_drv; 
    s3c24xx_serial_init_ports(info); 
 
    register_console(&s3c24xx_serial_console); 
    return 0; 
} 

 

在register_console函数中会根据u-boot传入的console名称选择合适的console设备注册的

/* 
 *    See if this console matches one we selected on 
 *    the command line. 
 */ 
for (i = 0; i < MAX_CMDLINECONSOLES && console_cmdline[i].name[0]; 
        i++) 
{ 
    if (strcmp(console_cmdline[i].name, console->name) != 0) 
        continue; 

 

如果上面找到了名称相同的console结构体，调用setup函数进行初始化

if (console->setup && 
        console->setup(console, console_cmdline[i].options) != 0) 
    break; 
console->flags |= CON_ENABLED; 
console->index = console_cmdline[i].index;