Linux中控制台初始化console_init函数的实现

控制台系统初始化console_init

void __init console_init(void)
{initcall_t *call;/* Setup the default TTY line discipline. */(void) tty_register_ldisc(N_TTY, &tty_ldisc_N_TTY);/** set up the console device so that later boot sequences can* inform about problems etc..*/
#ifdef CONFIG_EARLY_PRINTKdisable_early_printk();
#endif
#ifdef CONFIG_SERIAL_68360/* This is not a console initcall. I know not what it's doing here.So I haven't moved it. dwmw2 */rs_360_init();
#endifcall = &__con_initcall_start;while (call < &__con_initcall_end) {(*call)();call++;}
}

1. 函数功能概述

console_init 函数负责初始化内核控制台系统，包括注册 TTY 线路规程、处理早期打印、执行控制台驱动初始化等，为内核提供输出和交互能力

2. 代码逐段分析

2.1. 函数定义和变量声明

void __init console_init(void)
{initcall_t *call;

• void __init：无返回值，__init 表示只在初始化阶段使用
• initcall_t *call：初始化调用函数指针，用于遍历执行控制台初始化函数

2.2. 注册默认 TTY 线路规程

        /* Setup the default TTY line discipline. */(void) tty_register_ldisc(N_TTY, &tty_ldisc_N_TTY);

• 设置默认的 TTY 线路规程
• tty_register_ldisc(N_TTY, &tty_ldisc_N_TTY)：注册 TTY 线路规程
  • N_TTY：线路规程编号，表示规范模式（canonical mode）
  • &tty_ldisc_N_TTY：N_TTY 线路规程的操作结构体指针
• (void)：显式忽略返回值，表示不关心注册结果
• 作用：为终端设备建立默认的输入处理和行为规则

2.3. 早期打印支持（条件编译）

#ifdef CONFIG_EARLY_PRINTKdisable_early_printk();
#endif

• #ifdef CONFIG_EARLY_PRINTK：条件编译，只在配置了早期打印支持时包含
• disable_early_printk()：禁用早期打印功能
• 背景：早期打印在内核完全初始化前使用，现在正式控制台已就绪，可以关闭

2.4. 68360 串口特殊处理（条件编译）

#ifdef CONFIG_SERIAL_68360/* This is not a console initcall. I know not what it's doing here.So I haven't moved it. dwmw2 */rs_360_init();
#endif

• #ifdef CONFIG_SERIAL_68360：针对 68360 串口的特殊处理
• rs_360_init()：68360 串口初始化函数
• 作用：历史遗留代码，确保特定硬件的串口正常工作

2.5. 控制台初始化调用遍历

        call = &__con_initcall_start;while (call < &__con_initcall_end) {(*call)();call++;}
}

• call = &__con_initcall_start：获取控制台初始化调用段的起始地址
• while (call < &__con_initcall_end)：循环直到初始化调用段的结束地址
• (*call)()：执行当前指向的初始化函数
• call++：移动到下一个初始化函数指针

TTY 线路规程注册tty_register_ldisc

int tty_register_ldisc(int disc, struct tty_ldisc *new_ldisc)
{unsigned long flags;int ret = 0;if (disc < N_TTY || disc >= NR_LDISCS)return -EINVAL;spin_lock_irqsave(&tty_ldisc_lock, flags);if (new_ldisc) {tty_ldiscs[disc] = *new_ldisc;tty_ldiscs[disc].num = disc;tty_ldiscs[disc].flags |= LDISC_FLAG_DEFINED;tty_ldiscs[disc].refcount = 0;} else {if(tty_ldiscs[disc].refcount)ret = -EBUSY;elsetty_ldiscs[disc].flags &= ~LDISC_FLAG_DEFINED;}spin_unlock_irqrestore(&tty_ldisc_lock, flags);return ret;
}

1. 函数功能概述

tty_register_ldisc 函数负责注册或注销 TTY 线路规程，管理线路规程的全局表，为终端设备提供不同的输入处理和行为模式

2. 代码逐段分析

2.1. 函数定义和变量声明

int tty_register_ldisc(int disc, struct tty_ldisc *new_ldisc)
{unsigned long flags;int ret = 0;

• int：返回值类型，0表示成功，负数表示错误码
• int disc：线路规程编号（如 N_TTY=0, N_SLIP=1, N_PPP=3 等）
• struct tty_ldisc *new_ldisc：要注册的线路规程结构指针，NULL表示注销
• unsigned long flags：保存中断状态的变量
• int ret = 0：返回值，初始化为成功

2.2. 参数有效性检查

        if (disc < N_TTY || disc >= NR_LDISCS)return -EINVAL;

• disc < N_TTY：检查编号是否小于最小有效值（N_TTY=0）
• disc >= NR_LDISCS：检查编号是否超过最大支持数量
• NR_LDISCS：最大线路规程数
• return -EINVAL：如果编号无效，返回"无效参数"错误

2.3. 获取保护锁

        spin_lock_irqsave(&tty_ldisc_lock, flags);

• spin_lock_irqsave(&tty_ldisc_lock, flags)：获取线路规程锁并保存中断状态
• tty_ldisc_lock：保护线路规程表的自旋锁
• flags：保存当前中断启用状态，解锁时恢复
• 作用：防止多CPU并发修改线路规程表

2.4. 注册新线路规程分支

        if (new_ldisc) {tty_ldiscs[disc] = *new_ldisc;tty_ldiscs[disc].num = disc;tty_ldiscs[disc].flags |= LDISC_FLAG_DEFINED;tty_ldiscs[disc].refcount = 0;

• if (new_ldisc)：如果传入非空指针，执行注册操作

注册步骤：

• tty_ldiscs[disc] = *new_ldisc：将传入的线路规程结构复制到全局数组
• tty_ldiscs[disc].num = disc：设置线路规程编号
• tty_ldiscs[disc].flags |= LDISC_FLAG_DEFINED：设置"已定义"标志位
• tty_ldiscs[disc].refcount = 0：初始化引用计数为0

2.5. 注销线路规程分支

        } else {if(tty_ldiscs[disc].refcount)ret = -EBUSY;elsetty_ldiscs[disc].flags &= ~LDISC_FLAG_DEFINED;}

• else：如果传入NULL指针，执行注销操作

注销逻辑：

• if(tty_ldiscs[disc].refcount)：检查是否有活跃引用
• ret = -EBUSY：如果有活跃引用，返回"设备忙"错误
• tty_ldiscs[disc].flags &= ~LDISC_FLAG_DEFINED：如果没有引用，清除"已定义"标志

2.6. 释放锁并返回

        spin_unlock_irqrestore(&tty_ldisc_lock, flags);return ret;
}

• spin_unlock_irqrestore(&tty_ldisc_lock, flags)：释放锁并恢复中断状态
• return ret：返回操作结果（0成功，负数错误）

内核紧急情况处理panic

NORET_TYPE void panic(const char * fmt, ...)__attribute__ ((NORET_AND format (printf, 1, 2)));

1. 代码逐段分析

1.1. 返回值类型声明

NORET_TYPE void panic(const char * fmt, ...)

• NORET_TYPE void：特殊的返回值类型声明
• panic：函数名，表示内核恐慌/紧急状态
• const char * fmt：格式化字符串参数，不可修改的字符串指针
• ...：可变参数列表，表示可以接受多个参数

1.2. 函数属性声明

        __attribute__ ((NORET_AND format (printf, 1, 2)));

• __attribute__：GCC 编译器扩展，用于指定函数属性
• ((NORET_AND format (printf, 1, 2)))：包含两个属性的复合属性

NORET_TYPE 宏定义

// 在 Linux 内核中的典型定义
#define NORET_TYPE    /* */
#define NORET_AND     noreturn,

noreturn 属性含义：

• 告诉编译器这个函数永远不会返回
• 函数会终止程序执行或无限循环
• 编译器可以据此优化代码和警告

format 属性详解

format (printf, 1, 2)

• printf：指定格式字符串风格与 printf 相同
• 1：格式字符串参数的位置（第1个参数）
• 2：可变参数开始的位置（从第2个参数开始）