Linux 内核启动过程中的日志输出阶段分析

问题描述

在对比原理图后，发现打印日志的串口是UART2(GPIO3_A2 & GPIO3_A3)，但设备树中只开启了UART0(GPIO1_C2&GPIO1_C3)
/* 以下设备树内容来自多个设备树描述文件*/

1. &uart0 {
2.         pinctrl-names = "default";
3.         pinctrl-0 = <&uart0_xfer &uart0_ctsn>;
4.         status = "okay";
5. };
6. uart0: serial@ff560000 {
7.         compatible = "rockchip,rv1126-uart", "snps,dw-apb-uart";
8.         reg = <0xff560000 0x100>;
9.         interrupts = <GIC_SPI 12 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH>;
10.         reg-shift = <2>;
11.         reg-io-width = <4>;
12.         dmas = <&dmac 5>, <&dmac 4>;
13.         clock-frequency = <24000000>;
14.         clocks = <&cru SCLK_UART0>, <&cru PCLK_UART0>;
15.         clock-names = "baudclk", "apb_pclk";
16.         pinctrl-names = "default";
17.         pinctrl-0 = <&uart0_xfer &uart0_ctsn &uart0_rtsn>;
18.         status = "disabled";
19. };
20. uart0_xfer: uart0-xfer {
21.         rockchip,pins =
22.                 /* uart0_rx */
23.                 <1 RK_PC2 1 &pcfg_pull_up>,
24.                 /* uart0_tx */
25.                 <1 RK_PC3 1 &pcfg_pull_up>;
26. };
27. uart2: serial@ff570000 {
28.         compatible = "rockchip,rv1126-uart", "snps,dw-apb-uart";
29.         reg = <0xff570000 0x100>;
30.         interrupts = <GIC_SPI 14 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH>;
31.         reg-shift = <2>;
32.         reg-io-width = <4>;
33.         dmas = <&dmac 9>, <&dmac 8>;
34.         clock-frequency = <24000000>;
35.         clocks = <&cru SCLK_UART2>, <&cru PCLK_UART2>;
36.         clock-names = "baudclk", "apb_pclk";
37.         pinctrl-names = "default";
38.         pinctrl-0 = <&uart2m1_xfer>;
39.         status = "disabled";
40. };
41. uart2m1_xfer: uart2m1-xfer {
42.         rockchip,pins =
43.                 /* uart2_rx_m1 */
44.                 <3 RK_PA3 1 &pcfg_pull_up>,
45.                 /* uart2_tx_m1 */
46.                 <3 RK_PA2 1 &pcfg_pull_up>;
47. };

复制代码

问题分析

无论是硬件原理图还是实际结果都表示启动日志是从UART2打印出来的，所以我们就要尽量往UART2去拓展。
由设备树可以得到内核启动参数 bootargs：

1. chosen {
2.   bootargs = "earlycon=uart8250,mmio32,0xff570000 console=ttyFIQ0 root=PARTUUID=614e0000-0000 rootfstype=ext4 rootwait snd_aloop.index=7";
3. };

复制代码

earlycon阶段（内核初始化早期）

首先可以看到earlycon=uart8250,mmio32,0xff570000，earlycon直接在设备树解析前初始化硬件，不依赖设备树中的status属性。在内核初始化早期，直接向地址0xff570000 输出日志，对比之前提到的设备树配置，我们可以看到这个地址就是UART2串口。
标准console阶段（内核初始化后期）

在bootargs中设置了console=ttyFIQ0

• 由于UART2在设备树中被标记为disabled,内核不会注册标准UART驱动（如ttyS2）
  
• 后续日志会通过ttyFIQ0输出(通常是 Rockchip 的 FIQ 调试串口)
  就像一个知道结果的解谜游戏，我们现在大可以猜测是不是ttyFIQ0配置了UART2，接过了日志输出的任务并继续向UART2输出（通过FIQ驱动，绕过标准UART状态），接下来我们继续分析设备树：
  

1. &fiq_debugger {
2.         status = "okay";
3. };

复制代码

fiq_debugger是启用的，我们继续向上层设备树文件找，目前来到了rv1126.dtsi

1. fiq_debugger: fiq-debugger {
2.         compatible = "rockchip,fiq-debugger";
3.         rockchip,serial-id = <2>;  // 绑定到 UART2
4.         rockchip,wake-irq = <0>;
5.         rockchip,irq-mode-enable = <0>;
6.         rockchip,baudrate = <1500000>;  /* Only 115200 and 1500000 */
7.         interrupts = <GIC_SPI 127 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH>;
8.         status = "disabled";
9. };

复制代码

出现了！rockchip,serial-id = ,我们可以看到fiq_debugger节点绑定到了UART2，由此完成了内核启动早期与后期的日志输出的衔接。
总结

本篇文章是由一个status为disable但却被作为日志输出的UART2引出，核心是围绕着bootargs中的earlycon与console参数展开。earlycon直接通过UART2的地址，在设备树解析前输出早期日志；console通过FIQ调试串口，复用了UART2的端口，实际上是使用了FIQ的驱动输出后续日志。完成了整个内核初始化及后续过程中的日志输出不同阶段的衔接。

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过来提前占个楼

不错，里面软件多更新就更好了

感谢分享，学习下。