Android 日志系统(Logcat)的JNI C、C++或java实现分析_交叉编译安卓14.0的logcat代码

这篇说一下Android 日志系统的实现：

1. Android中的打印分为4个缓冲区和6个打印等级，在frameworks\base\core\java\android\util\Log.java中有定义：

四缓冲： 

 public static final int LOG_ID_MAIN = 0;

 public static final int LOG_ID_RADIO = 1; 

 public static final int LOG_ID_EVENTS = 2; 

 public static final int LOG_ID_SYSTEM = 3;

六等级：

 public static final int VERBOSE = 2; 

 public static final int DEBUG = 3; 

 public static final int INFO = 4; 

 public static final int WARN = 5;

 public static final int ERROR = 6; 

 public static final int ASSERT = 7;
2.Android Log打印有两种，一种是Java层添加的，一种是C/C++代码中添加的，如下图：

 上图可以很容易看出，不管是java，还是C/C++，其实最终调用的driver接口都是一样的，java只是通过了jni调用了Android框架下实现的Liblog本地库，而C/C++则是直接调用的本地库。

c++s实现地址

work/oem/LINUX/android/system/core/include/android/log.h

/*
 * Copyright (C) 2009 The Android Open Source Project
 *
 * Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License");
 * you may not use this file except in compliance with the License.
 * You may obtain a copy of the License at
 *
 *      http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0
 *
 * Unless required by applicable law or agreed to in writing, software
 * distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS,
 * WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied.
 * See the License for the specific language governing permissions and
 * limitations under the License.
 */
 
#ifndef _ANDROID_LOG_H
#define _ANDROID_LOG_H
 
/******************************************************************
 *
 * IMPORTANT NOTICE:
 *
 *   This file is part of Android's set of stable system headers
 *   exposed by the Android NDK (Native Development Kit) since
 *   platform release 1.5
 *
 *   Third-party source AND binary code relies on the definitions
 *   here to be FROZEN ON ALL UPCOMING PLATFORM RELEASES.
 *
 *   - DO NOT MODIFY ENUMS (EXCEPT IF YOU ADD NEW 32-BIT VALUES)
 *   - DO NOT MODIFY CONSTANTS OR FUNCTIONAL MACROS
 *   - DO NOT CHANGE THE SIGNATURE OF FUNCTIONS IN ANY WAY
 *   - DO NOT CHANGE THE LAYOUT OR SIZE OF STRUCTURES
 */
 
/*
 * Support routines to send messages to the Android in-kernel log buffer,
 * which can later be accessed through the 'logcat' utility.
 *
 * Each log message must have
 *   - a priority
 *   - a log tag
 *   - some text
 *
 * The tag normally corresponds to the component that emits the log message,
 * and should be reasonably small.
 *
 * Log message text may be truncated to less than an implementation-specific
 * limit (e.g. 1023 characters max).
 *
 * Note that a newline character ("\n") will be appended automatically to your
 * log message, if not already there. It is not possible to send several
 * messages and have them appear on a single line in logcat.
 *
 * PLEASE USE LOGS WITH MODERATION:
 *
 *  - Sending log messages eats CPU and slow down your application and the
 *    system.
 *
 *  - The circular log buffer is pretty small (<64KB), sending many messages
 *    might push off other important log messages from the rest of the system.
 *
 *  - In release builds, only send log messages to account for exceptional
 *    conditions.
 *
 * NOTE: These functions MUST be implemented by /system/lib/liblog.so
 */
 
#include <stdarg.h>
 
#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif
 
/*
 * Android log priority values, in ascending priority order.
 */
typedef enum android_LogPriority {
  ANDROID_LOG_UNKNOWN = 0,
  ANDROID_LOG_DEFAULT, /* only for SetMinPriority() */
  ANDROID_LOG_VERBOSE,
  ANDROID_LOG_DEBUG,
  ANDROID_LOG_INFO,
  ANDROID_LOG_WARN,
  ANDROID_LOG_ERROR,
  ANDROID_LOG_FATAL,
  ANDROID_LOG_SILENT, /* only for SetMinPriority(); must be last */
} android_LogPriority;
 
/*
 * Send a simple string to the log.
 */
int __android_log_write(int prio, const char* tag, const char* text);
 
/*
 * Send a formatted string to the log, used like printf(fmt,...)
 */
int __android_log_print(int prio, const char* tag, const char* fmt, ...)
#if defined(__GNUC__)
#ifdef __USE_MINGW_ANSI_STDIO
#if __USE_MINGW_ANSI_STDIO
    __attribute__((__format__(gnu_printf, 3, 4)))
#else
    __attribute__((__format__(printf, 3, 4)))
#endif
#else
    __attribute__((__format__(printf, 3, 4)))
#endif
#endif
    ;
 
/*
 * A variant of __android_log_print() that takes a va_list to list
 * additional parameters.
 */
int __android_log_vprint(int prio, const char* tag, const char* fmt, va_list ap)
#if defined(__GNUC__)
#ifdef __USE_MINGW_ANSI_STDIO
#if __USE_MINGW_ANSI_STDIO
    __attribute__((__format__(gnu_printf, 3, 0)))
#else
    __attribute__((__format__(printf, 3, 0)))
#endif
#else
    __attribute__((__format__(printf, 3, 0)))
#endif
#endif
    ;
 
/*
 * Log an assertion failure and abort the process to have a chance
 * to inspect it if a debugger is attached. This uses the FATAL priority.
 */
void __android_log_assert(const char* cond, const char* tag, const char* fmt,
                          ...)
#if defined(__GNUC__)
    __attribute__((__noreturn__))
#ifdef __USE_MINGW_ANSI_STDIO
#if __USE_MINGW_ANSI_STDIO
    __attribute__((__format__(gnu_printf, 3, 4)))
#else
    __attribute__((__format__(printf, 3, 4)))
#endif
#else
    __attribute__((__format__(printf, 3, 4)))
#endif
#endif
    ;
 
#ifdef __cplusplus
}
#endif
 
#endif /* _ANDROID_LOG_H */

3.从上面的流程可以很难清晰地知道Android代码中整个log的写入实现流程，而最终log输出最终的实现是/system/bin/logcat的一个工具。

其实/system/bin/logcat的实现也就是通过系统调用，读取的/dev/log/main、/dev/log/radio、/dev/log/events、/dev/log/system四个驱动文件中的缓冲信息。

具体实现可以参考源码：work/oem/LINUX/android//system/core/logcat/logcat.cpp

4. 最后说一下Android代码中添加打印

a. java中添加打印

import android.util.Log;

           使用Log.v()、Log.d()、Log.i()、Log.w()、Log.e()

b. C/C++中添加打印

两种方法：

第一种：

1、在Android工程的Android.mk文件中添加如下内容：
 

LOCAL_SHARED_LIBRARIES := liblog libutils  
LOCAL_LDLIBS := -L$(SYSROOT)/usr/lib -llog

 
 2、在JNI的实现代码文件（.c或者.cpp）中加入包含LOG头文件的如下代码：

 #include <android/log.h>

 3、在需要打印的方法中添加打印代码，例如：

 __android_log_print(ANDROID_LOG_INFO, "ov9282", "exposure");

 // ANDROID_LOG_INFO：是日志级别；
 // "ov9282"：是要过滤的标签，可以在LogCat视图中过滤。
 // "exposure"：是实际的日志内容。
 

#define LOGV(...) __android_log_print(ANDROID_LOG_VERBOSE, "ProjectName", __VA_ARGS__)
#define LOGD(...) __android_log_print(ANDROID_LOG_DEBUG , "ProjectName", __VA_ARGS__)
#define LOGI(...) __android_log_print(ANDROID_LOG_INFO  , "ProjectName", __VA_ARGS__)
#define LOGW(...) __android_log_print(ANDROID_LOG_WARN  , "ProjectName", __VA_ARGS__)
#define LOGE(...) __android_log_print(ANDROID_LOG_ERROR  , "ProjectName", __VA_ARGS__)

 4、LOGV(...)、LOGD(...)、LOGI(...)、LOGW(...)、LOGE(...)
    也直接使用函数__android_log_print()

第二种、使用宏ALOGV、ALOGD、ALOGI、ALOGW、ALOGE   // 宏的实现在头文件android/log.h中

例：

ALOGW("%s : set OMX_IndexMstarTeePath failed!!", componentName.c_str());

C语言 ## _VA_ARGS_ 宏

在GNU C中，宏可以接受可变数目的参数，就象函数一样，例如: 

#define pr_debug(fmt,arg...) \ 
printk(KERN_DEBUG fmt, ##arg)

用可变参数宏(variadic macros)传递可变参数表 
你可能很熟悉在函数中使用可变参数表，如:

void printf(const char* format, ...);

直到最近，可变参数表还是只能应用在真正的函数中，不能使用在宏中。

C99编译器标准终于改变了这种局面，它允许你可以定义可变参数宏(variadic macros)，这样你就可以使用拥有可以变化的参数表的宏。可变参数宏就像下面这个样子:

#define debug(...) printf(__VA_ARGS__)

缺省号代表一个可以变化的参数表。使用保留名 __VA_ARGS__ 把参数传递给宏。当宏的调用展开时，实际的参数就传递给 printf()了。例如: 

Debug("Y = %d\n", y);

而处理器会把宏的调用替换成: 

printf("Y = %d\n", y);

因为debug()是一个可变参数宏，你能在每一次调用中传递不同数目的参数: 

debug("test");  // 一个参数

可变参数宏不被ANSI/ISO C++ 所正式支持。因此，你应当检查你的编译器，看它是否支持这项技术。

用GCC和C99的可变参数宏， 更方便地打印调试信息

gcc的预处理提供的可变参数宏定义真是好用: 

#ifdef DEBUG
#define dbgprint(format,args...) \
fprintf(stderr, format, ##args)
#else
#define dbgprint(format,args...)
#endif

如此定义之后，代码中就可以用dbgprint了，例如dbgprint("%s", __FILE__);

下面是C99的方法: 

#define dgbmsg(fmt,...)     printf(fmt,__VA_ARGS__)

新的C99规范支持了可变参数的宏 
具体使用如下:

以下内容为程序代码:

#include <stdarg.h>
#include <stdio.h>
#define LOGSTRINGS(fm, ...) printf(fm,__VA_ARGS__)
int main()
{
    LOGSTRINGS("hello, %d ", 10);
    return 0;
}

但现在似乎只有gcc才支持。 
可变参数的宏里的'##'操作说明带有可变参数的宏(Macros with a Variable Number of Arguments) 
在1999年版本的ISO C 标准中，宏可以象函数一样，定义时可以带有可变参数。宏的语法和函数的语法类似。下面有个例子: 

#define debug(format, ...) fprintf (stderr, format, __VA_ARGS__)

这里，'...'指可变参数。这类宏在被调用时，它(这里指'...')被表示成零个或多个符号，包括里面的逗号，一直到到右括弧结束为止。当被调用时，在宏体(macro body)中，那些符号序列集合将代替里面的__VA_ARGS__标识符。更多的信息可以参考CPP手册。 
GCC始终支持复杂的宏，它使用一种不同的语法从而可以使你可以给可变参数一个名字，如同其它参数一样。例如下面的例子: 

#define debug(format, args...) fprintf (stderr, format, args)

这和上面举的那个ISO C定义的宏例子是完全一样的，但是这么写可读性更强并且更容易进行描述。 
GNU CPP还有两种更复杂的宏扩展，支持上面两种格式的定义格式。 
在标准C里，你不能省略可变参数，但是你却可以给它传递一个空的参数。例如，下面的宏调用在ISO C里是非法的，因为字符串后面没有逗号: 
debug ("A message") 
GNU CPP在这种情况下可以让你完全的忽略可变参数。在上面的例子中，编译器仍然会有问题(complain)，因为宏展开后，里面的字符串后面会有个多余的逗号。

为了解决这个问题，CPP使用一个特殊的'##'操作。书写格式为: 

#define debug(format, ...) fprintf (stderr, format, ## __VA_ARGS__)

这里，如果可变参数被忽略或为空，'##'操作将使预处理器(preprocessor)去除掉它前面的那个逗号。如果你在宏调用时，确实提供了一些可变参数，GNU CPP也会工作正常，它会把这些可变参数放到逗号的后面。象其它的pasted macro参数一样，这些参数不是宏的扩展。 
##还可以起到替换作用 
如: 

#define FUN(IName)  IName##_ptr

这里将会把IName变成实际数据.

怎样写参数个数可变的宏 
一种流行的技巧是用一个单独的用括弧括起来的的 ``参数" 定义和调用宏, 参数在 宏扩展的时候成为类似 printf() 那样的函数的整个参数列表。 

#define DEBUG(args) (printf("DEBUG: "), printf args)
if (n != 0) DEBUG(("n is %d\n", n));

明显的缺陷是调用者必须记住使用一对额外的括弧。 
gcc 有一个扩展可以让函数式的宏接受可变个数的参数。 但这不是标准。另一种 可能的解决方案是根据参数个数使用多个宏 (DEBUG1, DEBUG2, 等等), 或者用逗号玩个这样的花招: 

#define DEBUG(args) (printf("DEBUG: "), printf(args))
#define _ ,
DEBUG("i = %d" _ i);

C99 引入了对参数个数可变的函数式宏的正式支持。在宏 ``原型" 的末尾加上符号 ... (就像在参数可变的函数定义中), 宏定义中的伪宏 __VA_ARGS__ 就会在调用是 替换成可变参数。 
最后, 你总是可以使用真实的函数, 接受明确定义的可变参数

如果你需要替换宏, 使用一个 函数和一个非函数式宏, 如 #define printf myprintf