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Logger详解(一)  

2011-10-08 11:11:52|  分类: 深入研究 |  标签: |举报 |字号 订阅

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本文编辑整理自:http://www.linuxidc.com/Linux/2011-07/38987.htm
一、简介
Android为我们提供了一个轻量级的日志系统,在用户空间分别提供了Java接口和C/C++接口来使用这个日志系统。
关于Android的日志系统,请先阅读《Android中LOG机制详解》,《在Android的c/c++域使用LOG》,《logcat命令详解
Android日志系统最终还是以驱动程序的形式实现在内核空间的。Logger驱动程序主要由两个文件构成,分别是
       kernel/common/drivers/staging/Android/logger.h       
       kernel/common/drivers/staging/Android/logger.c
 本文将介绍Logger驱动程序的相关数据结构,然后对Logger驱动程序源代码进行情景分析,分别日志系统初始化情景、日志读取情景和日志写入情景。
二、基本数据结构
我们首先来看logger.h头文件的内容:
#ifndef _LINUX_LOGGER_H   
#define _LINUX_LOGGER_H   
  
#include <linux/types.h>   
#include <linux/ioctl.h>   
  
struct logger_entry {  
    __u16       len;    /* length of the payload */  
    __u16       __pad;  /* no matter what, we get 2 bytes of padding */  
    __s32       pid;    /* generating process's pid */  
    __s32       tid;    /* generating process's tid */  
    __s32       sec;    /* seconds since Epoch */  
    __s32       nsec;   /* nanoseconds */  
    char        msg[0]; /* the entry's payload */  
};  
  
#define LOGGER_LOG_RADIO    "log_radio" /* radio-related messages */   
#define LOGGER_LOG_EVENTS   "log_events"    /* system/hardware events */   
#define LOGGER_LOG_SYSTEM "log_SYSTEM" /* system/framework  message*/
#define LOGGER_LOG_MAIN     "log_main"  /* everything else */   
  
#define LOGGER_ENTRY_MAX_LEN        (4*1024)   
#define LOGGER_ENTRY_MAX_PAYLOAD    \   
    (LOGGER_ENTRY_MAX_LEN - sizeof(struct logger_entry))  
  
#define __LOGGERIO  0xAE   
  
#define LOGGER_GET_LOG_BUF_SIZE     _IO(__LOGGERIO, 1) /* size of log */   
#define LOGGER_GET_LOG_LEN      _IO(__LOGGERIO, 2) /* used log len */   
#define LOGGER_GET_NEXT_ENTRY_LEN   _IO(__LOGGERIO, 3) /* next entry len */   
#define LOGGER_FLUSH_LOG        _IO(__LOGGERIO, 4) /* flush log */   
  
#endif /* _LINUX_LOGGER_H */  
logger_entry是一个用于描述一条Log记录的结构体。len成员变量记录了这条记录的有效负载的长度,有效负载指定的日志记录本身的长度,但是不包括用于描述这个记录的struct logger_entry结构体。我们调用Android.util.Log接口来使用日志系统时,会指定日志的优先级别Priority、Tag字符串以及Msg字符串;Priority + Tag + Msg三者内容的长度加起来就是记录的有效负载长度了。__pad成员变量是用来对齐结构体的。pidtid成员变量分别用来标明是哪条进程哪个线程写入的这条记录。secnsec成员变量记录日志写的时间。msg成员变量记录的就有效负载的内容了,它的大小由len成员变量来确定。
       接着定义两个宏:
       #define LOGGER_ENTRY_MAX_LEN             (4*1024)       
       #define LOGGER_ENTRY_MAX_PAYLOAD   \                        
 (LOGGER_ENTRY_MAX_LEN - sizeof(struct logger_entry))
从这两个宏可以看出,每条日志记录的有效负载长度加上结构体logger_entry的长度不能超过4K个字节。      
logger.h文件中还定义了其它宏,读者可以自己分析,在下面的分析中,碰到时,我们也会详细解释。再来看logger.c文件中,其它相关数据结构的定义:
/* 
 * struct logger_log - represents a specific log, such as 'main' or 'radio' 
 * 
 * This structure lives from module insertion until module removal, so it does 
 * not need additional reference counting. The structure is protected by the 
 * mutex 'mutex'. 
 */  
struct logger_log {  
    unsigned char *     buffer; /* the ring buffer itself */  
    struct miscdevice   misc;   /* misc device representing the log */  
    wait_queue_head_t   wq; /* wait queue for readers */  
    struct list_head    readers; /* this log's readers */  
    struct mutex        mutex;  /* mutex protecting buffer */  
    size_t          w_off;  /* current write head offset */  
    size_t          head;   /* new readers start here */  
    size_t          size;   /* size of the log */  
};  
  
/* 
 * struct logger_reader - a logging device open for reading 
 * 
 * This object lives from open to release, so we don't need additional 
 * reference counting. The structure is protected by log->mutex. 
 */  
struct logger_reader {  
    struct logger_log * log;    /* associated log */  
    struct list_head    list;   /* entry in logger_log's list */  
    size_t          r_off;  /* current read head offset */  
};  
/* logger_offset - returns index 'n' into the log via (optimized) modulus */  
#define logger_offset(n)    ((n) & (log->size - 1))  

结构体logger_log就是真正用来保存日志的地方了。buffer成员变量变是用保存日志信息的内存缓冲区,它的大小由size成员变量确定。从misc成员变量可以看出,logger驱动程序使用的设备属于misc类型的设备,通过在Android模拟器上执行cat /proc/devices命令,可以看出,misc类型设备的主设备号是10wq成员变量是一个等待队列,用于保存正在等待读取日志的进程readers成员变量用来保存当前正在读取日志的进程,正在读取日志的进程由结构体logger_reader来描述。mutex成员变量是一个互斥量,用来保护log的并发访问。可以看出,这里的日志系统的读写问题,其实是一个生产者-消费者的问题,因此,需要互斥量来保护log的并发访问w_off成员变量用来记录下一条日志应该从哪里开始写head成员变量用来表示打开日志文件中,应该从哪一个位置开始读取日志。
    结构体logger_reader用来表示一个读取日志的进程,log成员变量指向要读取的日志缓冲区。list成员变量用来连接其它读者进程。r_off成员变量表示当前要读取的日志在缓冲区中的位置
       logger_log结构体中用于保存日志信息的内存缓冲区buffer是一个循环使用的环形缓冲区,缓冲区中保存的内容是以结构体logger_entry为单位的,每个单位的组成为:logger_entry+priority+tag+msg
       由于是内存缓冲区buffer是一个循环使用的环形缓冲区,给定一个偏移值,它在buffer中的位置由下logger_offset来确定:
       #define logger_offset(n)          ((n) & (log->size - 1))
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