Android的log机制，走进Android架构_android底层报点log

Android中LOG的实现架构如下图所示，这基本上也是Android的某个模块实现各个层次的经典架构。

Android应用程序通过Framework提供的机制操作；Java领域需要本地c/c++提供服务的地方，通过JNI实现；JNI调用底层库；库函数通过操作映射的设备文件操作设备，LINUX kernel中的Driver完成相应的操作。另外，抛开Java和JNI，LINUX上用户域的c/c++程序，也可以通过操作设备文件来完成。

Android的LOG也是这样实现的，并将在本系列文章中分别讲述。应用程序通过android.util.Log里的各种静态方法，输出LOG信息[系列之二中具体讲述]；Log通过JNI接口调用c/c++的实现，而本地实现的写LOG，也基本就是写信息到设备文件[系列之三中具体讲述]；设备文件是Android为了LOG机制而写的LINUX的一个轻量级的驱动logger[系列之四中具体讲述]；LOG信息的显示可以是Emulator/Device上运行的LogCat程序[系列之五中具体讲述]；另外，Android的本地实现库也可利用现有机制，在c/c++的空间 直接输出LOG[系列之六中具体讲述]。

（2）JAVA域输出LOG

LOG输出帮助类

Android的Java程序通过android.util.Log类来输出Log，下图列出了我们常用的Log的静态方法。

一般，要输出Log信息，可直接调用Log.v()/Log.d()/Log.i()/Log.w()/Log.e()等类方法。这里之所以有这么多有区分的方法，这也是Log的分类。Log的分类就如同Log的静态常量成员定义的那样，而Log的优先级按照数字大小排列，数字大的优先级高。而Log.wtf()记录的则是非常致命的FAULT信息（What  a Terrible Failure），报这个错误，不光是在Log里记录，还要在界面上有提示，并可能杀死当前的进程。

有了这些分类，如果要输出的LOG优先级低于当前设置的优先级，则该Log信息不会显示。一般的，在Java程序中用Log的方法打印Log之前，应先用isLoggable()判断一下，该级别是否能被记录。

另外，用Log.println()能达到与Log.v()/Log.d()/…等方法同样的输出效果，只是在用它时，要指定对应的优先级。

类Log的实现

类android.util.Log的实现是比较简单的。

类android.util.Log的构造函数是私有的，并不会被实例化，只是提供了静态的属性和方法。

而android.util.Log的各种Log记录方法的实现都依赖于native的实现println_native()，Log.v()/Log.d()/Log.i()/Log.w()/Log.e()最终都是调用了println_native()。如Log.d()的实现：

public static int d(String tag, String msg) {

return println_native(LOG_ID_MAIN, DEBUG, tag, msg);

}

Native方法println_native()是通过JNI在c/c++中实现的，详情参阅本系列之三：JNI及c/c++ 域写设备文件。

（3）JNI及c/c++域写设备文件

类Log的JNI实现

由前文知道，类android.util.Log有两个Native方法，需要通过JNI在c/c++中实现。

public static native boolean isLoggable(String tag, int level);



public static native int println\_native(int bufID,



int priority, String tag, String msg);



这两个方法是在frameworks/base/core/jni/android\_util\_log.cpp中实现的。如何实现JNI的，在这里不做表述。不过最终这两个方法分别转入了下列两个c/c++函数的调用。



static jboolean android\_util\_Log\_isLoggable(JNIEnv\* env, jobject clazz, jstring tag, jint level)



static jint android\_util\_Log\_println\_native(JNIEnv\* env, jobject clazz,



jint bufID, jint priority, jstring tagObj, jstring msgObj)



isLoggable()的实现



isLoggable的实现是比较（来自参数）与当前property里设定的“log.tag.”（来自参数）的值，大于或等于都是可记录的。程序实现片断如下：



// LOG\_NAMESPACE : “log.tag.”



// chars: convert from param



strncpy(key, LOG\_NAMESPACE, sizeof(LOG\_NAMESPACE)-1);



strcpy(key + sizeof(LOG\_NAMESPACE) - 1, chars);



len = property\_get(key, buf, "");



int logLevel = toLevel(buf);



return (logLevel >= 0 && level >= logLevel) ? true : false;



println\_native()的实现



函数android\_util\_Log\_println\_native() \[文件android\_util.Log.cpp中\]调用了\_\_android\_log\_buf\_write()\[文件system/core/liblog/logd\_write.c中\]。\_\_android\_log\_buf\_write()组织了参数，又调用了write\_to\_log这个函数指针。



write\_to\_log这个函数指针是实现的关键。



看write\_to\_log的定义：



static int \_\_write\_to\_log\_init(log\_id\_t, struct iovec \*vec, size\_t nr);



static int (\*write\_to\_log)(log\_id\_t, struct iovec \*vec, size\_t nr) = \_\_write\_to\_log\_init;



write\_to\_log初始是指向\_\_write\_to\_log\_init()这个函数的。所以第一次执行write\_to\_log的时候是执行了\_\_write\_to\_log\_init()。而如果write\_to\_log不是第一次被执行，它已经在\_\_write\_to\_log\_init()里被修改指向了\_\_write\_to\_log\_kernel()。



先看\_\_write\_to\_log\_init()的实现：



static int \_\_write\_to\_log\_init(log\_id\_t log\_id, struct iovec \*vec, size\_t nr)



{



#ifdef HAVE\_PTHREADS



pthread\_mutex\_lock(&log\_init\_lock);



#endif



if (write\_to\_log == \_\_write\_to\_log\_init) {



log\_fds\[LOG\_ID\_MAIN\] = log\_open("/dev/"LOGGER\_LOG\_MAIN, O\_WRONLY);



log\_fds\[LOG\_ID\_RADIO\] = log\_open("/dev/"LOGGER\_LOG\_RADIO, O\_WRONLY);



log\_fds\[LOG\_ID\_EVENTS\] = log\_open("/dev/"LOGGER\_LOG\_EVENTS, O\_WRONLY);



log\_fds\[LOG\_ID\_SYSTEM\] = log\_open("/dev/"LOGGER\_LOG\_SYSTEM, O\_WRONLY);



write\_to\_log = \_\_write\_to\_log\_kernel;



if (log\_fds\[LOG\_ID\_MAIN\] < 0 || log\_fds\[LOG\_ID\_RADIO\] < 0 ||



log\_fds\[LOG\_ID\_EVENTS\] < 0) {



log\_close(log\_fds\[LOG\_ID\_MAIN\]);



log\_close(log\_fds\[LOG\_ID\_RADIO\]);



log\_close(log\_fds\[LOG\_ID\_EVENTS\]);



log\_fds\[LOG\_ID\_MAIN\] = -1;



log\_fds\[LOG\_ID\_RADIO\] = -1;



log\_fds\[LOG\_ID\_EVENTS\] = -1;



write\_to\_log = \_\_write\_to\_log\_null;



}



if (log\_fds\[LOG\_ID\_SYSTEM\] < 0) {



log\_fds\[LOG\_ID\_SYSTEM\] = log\_fds\[LOG\_ID\_MAIN\];



}



}



#ifdef HAVE\_PTHREADS



pthread\_mutex\_unlock(&log\_init\_lock);



#endif



return write\_to\_log(log\_id, vec, nr);



}



基本上就是做互斥访问的保护，然后如果是第一次调用（write\_to\_log还指向\_\_write\_to\_log\_init()），就打开相应的设备文件，获取描述符，并把write\_to\_log指向\_\_write\_to\_log\_kernel()。再在\_\_write\_to\_log\_kernel()中具体执行写入文件操作。



看\_\_write\_to\_kernel()的实现，基本就是写操作：



static int \_\_write\_to\_log\_kernel(log\_id\_t log\_id, struct iovec \*vec, size\_t nr)



{



ssize\_t ret;



int log\_fd;



if (/\*(int)log\_id >= 0 &&\*/ (int)log\_id < (int)LOG\_ID\_MAX) {



log\_fd = log\_fds\[(int)log\_id\];



} else {



return EBADF;



}



do {



ret = log\_writev(log\_fd, vec, nr);



} while (ret < 0 && errno == EINTR);



return ret;



}



总结一下，println\_native()的操作，就是打开设备文件（如果还没打开），然后写入数据。而具体怎么写入的，要看Log的设备驱动Logger的实现。



**（4）LOG设备驱动Logger**



Log的驱动是在kernel/drivers/staging/android/Logger.c中实现的。



一、初始化



看一个LINUX驱动，先看它如何初始化的。



static int \_\_init init\_log(struct logger\_log \*log)



{



int ret;



ret = misc\_register(&log->misc);



if (unlikely(ret)) {



printk(KERN\_ERR "logger: failed to register misc "



"device for log '%s'!\\n", log->misc.name);



return ret;



}



printk(KERN\_INFO "logger: created %luK log '%s'\\n",



(unsigned long) log->size >> 10, log->misc.name);



return 0;



}



static int \_\_init logger\_init(void)



{



int ret;



ret = init\_log(&log\_main);



if (unlikely(ret))



goto out;



ret = init\_log(&log\_events);



if (unlikely(ret))



goto out;



ret = init\_log(&log\_radio);



if (unlikely(ret))



goto out;



ret = init\_log(&log\_system);



if (unlikely(ret))



goto out;



out:



return ret;



}



device\_initcall(logger\_init);



整个Logger驱动的入口点就是Logger\_init()，它用init\_log(struct logger\_log \*log)初始化了log\_main, log\_events, log\_radio和log\_system四个logger\_log类型的结构，而这四个结构变量分别记录着log的四个存储体。Logger从这四个变量实现了同种设备的四个驱动，而log的驱动是MISC类型的驱动，通过misc\_register()向系统注册。四次注册之后，它们对应的MINOR ID将是不同的，Looger也是通过minor来区分是哪一个驱动的。



static struct logger\_log \*get\_log\_from\_minor(int minor)



{



if (log\_main.misc.minor == minor)



return &log\_main;



if (log\_events.misc.minor == minor)



return &log\_events;



if (log\_radio.misc.minor == minor)



return &log\_radio;



if (log\_system.misc.minor == minor)



return &log\_system;



return NULL;


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