02 · 逻辑视图：对象、优先级与所有权状态机

结论：nbcon 的全部同步语义都压在每个控制台的一个 32 位原子字 nbcon_state 里，字段为 prio:2 | req_prio:2 | unsafe:1 | unsafe_takeover:1 | cpu:24。获取所有权只有三种方式：direct（无主，或对方优先级更低且处于安全点）、handover（对方在 unsafe 区：写 req_prio 后自旋等它让出，最长 spinwait_max_us，原子刷出时为 2000 µs）、hostile（仅 panic 末尾，并永久标记 unsafe_takeover）。优先级只有三级：NORMAL < EMERGENCY < PANIC，由「当前 CPU 是否在 panic / emergency 段」决定，而不是由调用者传入。丢失所有权的一方必须立即退出，接管者从头重印被打断的那条记录。这套语义从 6.7 引入至今没有改过，后续演进都是在它上面调整策略。

对象模型

进度与 ringbuffer 的关系：每个 nbcon 控制台有自己的 nbcon_seq（下一条要打印的记录号，nbcon_seq_read() nbcon.c:168），在 32 位机上只存低 32 位，再由 prb 补全。nbcon_seq_try_update()（:207）用 cmpxchg 推进，失败说明期间被别人接管或被 nbcon_seq_force() 重置。nbcon_alloc() 把初值设为 ULSEQ_MAX（:1794，6.12 的 fb9fabf3d862），注册流程再显式设定起点，避免「什么也没设就开始重放」。

被接管后的重印：nbcon_prev_seq 记住上一任所有者被分配到的记录号。新所有者在 nbcon_emit_next_record()（nbcon.c:980）里发现同一条记录被分配过两次，就调用 console_prepend_replay() 加上 ** replaying previous printk message ** 前缀（6.12 的 5102981d5e2a）。

优先级怎么来

nbcon_get_default_prio()                                          nbcon.c:1442
  panic_on_this_cpu()          → NBCON_PRIO_PANIC
  *cpu_emergency_nesting > 0   → NBCON_PRIO_EMERGENCY             （per-CPU 计数，nbcon.c:1402）
  否则                          → NBCON_PRIO_NORMAL

• emergency 是per-CPU状态：CPU5 在 emergency 段里，CPU2 上的 printk 仍是 NORMAL（ecb5e1aa82c8 原话："the emergency state is not system-wide"）。6.19 增加了全局计数 nbcon_cpu_emergency_cnt（nbcon.c:123），只用来阻塞打印线程，不改变别的 CPU 的优先级。
• 调用者不能自选优先级。driver 侧 API 只有 NORMAL（nbcon_device_try_acquire() :1882）；KDB 有专用入口（nbcon_kdb_try_acquire() :1965，6.19）。

所有权状态机

nbcon_context_try_acquire(ctxt, is_reacquire)                     nbcon.c:598
  nbcon_state_read(con, &cur)
try_again:
  err = nbcon_context_try_acquire_direct(ctxt, &cur, is_reacquire)   :243
        panic_on_other_cpu() 且非 reacquire          → -EPERM
        ctxt->prio <= cur.prio 或 <= cur.req_prio    → -EPERM
        cur.unsafe                                   → -EBUSY（转 handover）
        cmpxchg {prio=ctxt->prio, req_prio=0, cpu=this}
  if (err == -EBUSY)
    err = nbcon_context_try_acquire_handover(ctxt, &cur)            :434
        同 CPU / 已 unsafe_takeover / spinwait_max_us == 0 → -EBUSY
        cmpxchg {req_prio = ctxt->prio}（失败 → -EAGAIN → try_again）
        for (timeout = spinwait_max_us; timeout >= 0; timeout--)
            nbcon_context_try_acquire_requested()                   :351
            udelay(1)
        超时：小心撤销 req_prio
  if (err == -EBUSY)
    err = nbcon_context_try_acquire_hostile(ctxt, &cur)             :550
        仅 allow_unsafe_takeover 且 prio == PANIC
        cmpxchg {prio, cpu, unsafe |= ..., unsafe_takeover |= cur.unsafe}
  成功：ctxt->pbufs = panic CPU ? &panic_nbcon_pbufs : con->pbufs
        ctxt->seq = nbcon_seq_read(con)

所有者这一侧的义务：

• 进出 unsafe 区（nbcon_enter_unsafe() :885 / nbcon_exit_unsafe() :909），都经过 __nbcon_context_update_unsafe()（:832）→ nbcon_context_can_proceed()（:730）。
• can_proceed() 发现有等待者（req_prio ≠ 0）且自己处于安全点时，就主动 release 并返回 false（:754-772），注释原话是 "Having a safe point for take over and eventually a few duplicated characters or a full line is way better than a hostile takeover"。
• 返回 false 后，wctxt->outbuf 被清空（nbcon_write_context_set_buf(wctxt, NULL, 0)），驱动必须立即退出；如果需要复原硬件（例如 UART 的 CR / IER），用 nbcon_reacquire_nobuf()（:938）以原优先级自旋拿回所有权，但不能续打。

两条不变式：

1. nbcon_owner_matches()（:635）只比较 prio 与 cpu。所以 NORMAL 所有者如果允许被抢占或迁移，就会有 ABA 风险，注释（:653-661）给了完整反例。这就是 device_lock() 必须禁迁移、线程路径必须 cant_migrate() 的原因。
2. 发生过 hostile 之后，unsafe_takeover 会一直保持置位，控制台被视为永久不安全，直到重新初始化；之后的 direct 获取会触发 WARN_ON_ONCE（:280）。

选路：console_flush_type

printk_get_console_flush_type(&ft)                                internal.h:194
  NORMAL:     nbcon 且无 boot console → printk_kthreads_running && !console_irqwork_blocked
                                         ? nbcon_offload : nbcon_atomic
              legacy 或 boot console  → is_printk_legacy_deferred() ? legacy_offload : legacy_direct
  EMERGENCY:  nbcon 且无 boot console → nbcon_atomic
              legacy                  → 同上（direct / offload）
  PANIC:      nbcon 且无 boot console → nbcon_atomic
              legacy                  → 未 legacy_allow_panic_sync 前保持沉默；panic 时不 offload

is_printk_legacy_deferred()（printk_safe.c:59）在 force_legacy_kthread()（RT 上为真，internal.h:31）、printk_deferred 上下文、NMI 或持有 printk_cpu_sync 时返回真。所以 RT 上 legacy 控制台永远走 offload，由 pr/legacy 打印，这是 E3 的核心设计。

与 6.12.113 的差异