使用简单的字符驱动程序作为控制台启动 linux 内核？

Question

我正在尝试在用于学术项目的 Sparc v8 处理器的仿真模型上启动 linux 内核 (v3.16.1)。

仿真模型由一个 cpu、内存、定时器和一个简单的基于轮询的输出设备组成。我们已经修改了内核，因此不需要引导加载程序。我们直接把内核镜像放到内存中，设置一些必要的变量，然后跳转到内核代码中。我们有一个基本的基于轮询的输出设备，我们已经能够将 printk 的输出定向到该设备。

内核一直引导到“/init”的开头。在此之后，看不到任何输出。在此之前，会显示一条警告：“警告：无法打开初始控制台。”我的文件系统映像似乎很好，并且包含一个 /dev/console 节点（我使用 Qemu 进行了检查）。

我的理解是，虽然 printk 工作正常（使用早期的控制台），但用户进程需要一个设备节点和一个适当的设备驱动程序来设置。 Printk 工作正常，那么有没有办法通过 printk 查看用户进程对控制台的所有写入？有一个名为“ttyprintk”的现有驱动程序将所有写入发送到 printk。我启用它并尝试通过传递“console=ttyprintk”内核参数来使用它，但这给出了相同的警告。内核无法打开“/dev/console”进行写入。

我的问题是：

1. 我可以编写一个简单的字符设备驱动程序并将其用作我的控制台吗？在这个驱动程序中，我计划将所有写入发送到 printk。这可能吗 ？

2. 如何让内核将其用作我的控制台？内核参数“console = /dev/MyDriver”会起作用吗？

3. 有没有更简单的方法让 /init 和其他用户进程将我的基本输出设备用作控制台？

4.是否有其他原因导致“警告：无法打开初始控制台”。信息 ？

感谢您的任何提示。我是内核编程新手。

-内哈

Answer 1

/dev/console 驱动程序的工作方式是附加到其他一些 tty 设备（或设备！），然后用于控制台。控制台设备的 sysfs 属性active（尝试/sys/class/tty/console/active）会告诉您控制台当前连接到哪个设备。

内核还倾向于记录控制台更改：

[    0.186989] dw-apb-uart ffc02000.serial0: ttyS0 at MMIO 0xffc02000 (irq = 194, base_baud = 6250000) is a 16550A
[    0.755529] console [ttyS0] enabled

在上面的日志中，一旦创建了串行端口设备，内核就决定将其用作控制台。这是指设备绑定到内核中的驱动程序，而不是/dev中的设备节点。后者在这里无关紧要。还要了解控制台设备与 tty 的连接发生在内核中。 /dev/console 不是指向另一个设备节点的符号链接。

内核选择 ttyS0 是因为我通过内核命令行 console=ttyS0,115200n8 告诉它。如果没有控制台参数，内核将使用第一个向register_console() 注册的控制台。

所以这里的问题是如何将 /dev/ttyprintk 附加到 /dev/console。答案似乎是你不能。

解决方法可能是创建一个自定义 initramfs，将 /dev/console 设备节点从主要 5 次要 1 更改为使用次要 3，从而将其更改为 /dev/ttyprintk。或符号链接来实现同样的事情。这应该让 init 使用 ttyprintk 作为它的 stdin/stdout/stderr。

在您的示例中，为您的输出设备编写一个 tty/console 驱动程序是正确的方法。将其设置为控制台，然后内核将 printk 发送到那里。