Linux操作系统源代码详细分析

在上面讨论的基础上，我们研究一下代码本身。

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25836：参数fmt是printf类型的格式化字符串。如果你对“...”部分的内容不熟悉，那就 需要参阅一本好的C语言参考书（在其索引中查找“变参函数，variadic function”）。另外，在安装的GNU/Linux中的stdarg帮助里也包含了一个有关变参函数的简明描述，在这儿只需要敲入“man stdarg”就可以看到。 网管联盟bitsCN@com

简单地说，“...”部分提示编译器fmt后面可能紧跟着数量不定的任何类型的参数。由于这些参数在编译的时候还没有类型和名字，内核使用由三个宏va_start、va_arg和va_end组成的特殊组及一个特殊类型—va_list对它们进行处理。

25842：msg_level记录了当前消息的日志等级。它是静态的，这看起来可能会有些奇怪—为什么下一次对printk的调用需要记录日志等级呢？问题的答案是只有打印出新行（\n）或者赋给一个新的日志等级序列以后，当前消息才会结束。这样，通过在包含消息结束的新行里调用printk，就保证了在多个短期冲突的情况下，调用者只打印唯一一个长消息。

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25845：在SMP逻辑单元中，内核可能试图从不同的CPU向控制台同时打印信息（有时在单处理机（UP）逻辑单元中也会发生同样问题，但由于中断还未被覆盖掉，所以问题也并不十分明显）。如果不进行任何协同的话，结果就将处于完全无法让人了解的杂乱无章的状态，每个消息的各个部分都和其他消息的各个部分混杂交织在一起。

相反，内核使用旋转锁（spin-lock）来控制对控制台的访问。旋转锁将在第10章进行深入介绍。

如果你对flags 在传送给spin_lock_irqsave之前为什么不对它初始化感到疑惑，请不要担心：spin_lock_irqsave（对于不同的版本请分别参看12614行，12637行，12716行和12837行）是一个宏，而不是一个函数。该宏实际上是将值写入flags中，而不是从flags中读出值（在25895行中，存储在flags中的信息被spin_unlock_irqrestore回读，请参看12616行，12639行，12728行和12841行）。

25846：初始化变量args，该变量代表printk参数中的“...”部分。 网管网www.bitscn.com

25848：调用内核自身的vsprintf（为节省空间而省略）实现。该函数的功能与标准vsprintf函数非常相似，向buf中写入格式化文本（25634行）并返回写入字符串的长度（长度不包括最后一位终止字符0字节）。很快，你将可以看到为什么这种机制会忽略buf的前三个字符。 网管u家u.bitsCN.com

（正如25847行的注释中所述）我们应该注意到在这里并没有采取严格的措施来保证缓冲器不会过载。这里系统假定1024个字符长度的buf已经足够使用（参阅25634行）。如果内核在这里能够使用vsnprintf函数的话，情况就会好许多。然而，vsnprintf还有另外一个参数限制了它能够写入缓冲器的字符长度。

25849：计算buf中最近使用的元素，调用va_end终止对“...”参数的处理。

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25851：开始格式化消息的循环。其中存在一个内部循环能够处理更多内容（这一点随后就能看到），因此，每次内循环开始，都开始一个新的打印行。由于通常情况下printk只用于打印单行，所以在每次调用中，这种循环通常只执行一次。

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25853：如果预先不知道消息的日志等级，printk会检查当前行是否以日志等级序列开头。 网管联盟bitsCN_com

25860：如果不是，buf中开始未使用的三个字符就能够起作用了（第一次以后的每次循环，都会覆盖部分消息文本，但是这样并不会引起问题，因为这里的文本只是前面行中的一部分，它们已经被打印过，而且以后也不再需要了）。这样，就可以将日志等级插入buf中。

25866：此处有如下属性：p指向日志等级序列（消息文本紧随其后），msg指向消息文本—请注意25852行和25865行中对msg的赋值。

由于已知p用来指示日志等级序列的开头—该日志等级序列可能是由函数自身所创建的，日志等级可以从p中抽出并存到msg_level中。

25868：没有检测到新行，清空line_feed标志。

25869：这是前面谈到过的内循环，循环将运行到本行结束（也就是检测到新行标志）或者缓冲器的末尾为止。 网管bitscn_com

25870：除了将消息打印到控制台之外，printk还能够记录最近打印的长度为LOG_ BUF_LEN的字符组（LOG_BUF_LEN为16K，请参看25632行）。如果在控制台打开之前，内核就已经调用printk，则显然不能在控制台上正确打印消息，但是这些消息将被尽可能地存储到log_buf中（25656行）。当控制台打开以后，缓存在log_buf中的数据就可以转储并在控制台上打印出来，请参看25988行。 网管bitscn_com

log_buf是一个循环缓冲器，log_start和log_size变量（25657行和25646行）分别记录当前缓冲器的开始位置和长度。本行中的按位与（AND）操作实际上是快速求模（％）运算，它的正确性依赖于LOG_BUF_LEN的值是2的幂。 中国网管论坛bbs.bitsCN.com

25872：保存变量跟踪记录循环日志的值。显然，日志大小会不断增长，直至达到LOG_BUF_LEN的值为止。此后，log_size将保持不变，而插入新字符将导致log_start的增长。

25878：请注意logged_chars（25658行）记录从机器启动之后由printk写入的所有字符的长度，它在每次循环中都会被更新，而不是在循环结束后才改变一次。基于同样的道理，log_start和log_size的处理方式也是一样。这实际上是一种优化的时机，本书将在结束对函数的介绍之后再对它进行详细讨论。 网管论坛bbs_bitsCN_com

25879：消息被分为若干行，这当然要使用新行标志符来进行分割。一旦内核检测到新行标志符，就写入一个完整行，从而内循环的执行也可以提前终止。 网管联盟bitsCN_com

25884：在这里我们先不考虑内部循环是否会提前退出，从msg到p的字符序列是专门提供给控制台使用的（这种字符序列我称之为行，但是不要忘了，这里的行可能并不意味着新行终止，因为buf也许还没有终止）。如果该行的日志等级高于系统控制台定义的日志等级，而且当前又有控制台可供打印，那么就能够正确打印该行。（记住，printk可能在所有控制台打开之前就已经被调用过了。） 网管论坛bbs_bitsCN_com

如果在该消息块中没有发现日志等级序列，并且在前面的printk调用中也没有对msg_level赋值，那么本行中的msg_level就是-1。由于console_loglevel总不小于1（除非root通过sysctl接口锁定），于是总是可以打印这些行。

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25886：本行应该能够被打印。printk通过遍历打开的控制台驱动链表告知每一个控制台驱动去打印当前行设备驱动在本书的讨论范围之外，因此，控制台驱动代码则并不包含在内）。 网管联盟bitsCN_com

25888：请注意这里消息文本的开头使用的是msg而不是p，这样就在没有日志等级序列的情况下写入消息了。然而，日志等级序列已经被存储到log_buf缓冲器中了。这样就使后来能够访问log_buf以获取消息日志等级的代码（请参看25998行），不会再产生显示混乱信息序列的现象。 网管bitscn_com

25892：如果内层for循环发现一新行，那么buf中的剩余字符（如果有的话）将被认为是新的消息，因此msg_level会被重置。但是无论怎样，外层循环都会持续到buf清空为止。

25895：释放在25845行获取的控制台锁（console lock）。

25896：唤醒等待被写入控制台日志的所有进程。注意即使没有文本被实际写入任何控制台，这个过程也仍然会发生。这样处理是正确的，因为无论是否要往控制台中写入文本，等待进程实际上都是在等待从log_buf中读出信息。在25748行，进程被转入休眠状态以等待log_buf的活动。在休眠、唤醒和等待队列中所使用的机制将在下一节中进行讨论。

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25897：返回日志中写入的字符长度。 网管联盟bitsCN_com