• Android Logger日志系统


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    前言

    该篇文章是我的读书和实践笔记。參考的是《Android系统源代码情景分析》。


    执行时库层日志库——liblog

    Android系统在执行时库层提供了一个用来和Logger日志驱动程序进行交互的日志库liblog。通过日志库liblog提供的接口。应用程序就能够方便地往Logger日志驱动程序中写入日志记录。

    位于执行时库层的C/C++日志写入接口和位于应用程序框架层的Java日志写入接口都是通过liblog库提供的日志写入接口来往Logger日志驱动程序中写入日志记录的。


    源代码分析

    日志库liblog提供的日志记录写入接口实如今logd_write.c文件里,它的源代码位置为:/system/core/liblog/logd_write.c。

    依据写入的日志记录的类型不同,这些函数能够划分为三个类别,当中:

    1. 函数__android_log_assert、__android_log_vprint和__android_log_print用来写入类型为main的日志记录。

    2. 函数__android_log_btwrite和__android_log_bwrite用来写入类型为events的日志记录。
    3. 函数__android_log_buf_print能够写入随意一种类型的日志记录。

    不管写入的是什么类型的日志记录,它们终于都是通过调用函数write_to_log写入到Logger日志驱动程序中的。write_to_log是一个函数指针。它開始时指向函数__write_to_log_init。

    因此。当函数write_to_log第一次被调用时,实际上执行的是函数__write_to_log_init。

    函数__write_to_log_init主要是进行一些日志库初始化操作,接着函数指针write_to_log重定向到函数__write_to_log_kernel或者__write_to_log_null中。这取决于是否能成功地将日志设备文件打开。

    源代码分析如上,源代码实现例如以下:

    // 先声明,后引用
    static int __write_to_log_init(log_id_t, struct iovec *vec, size_t nr);
    int (*write_to_log)(log_id_t, struct iovec *vec, size_t nr) = __write_to_log_init;
    
    // 一些定义在system/core/include/cutils/log.h中的宏
    typedef enum {
        LOG_ID_MAIN = 0,
        LOG_ID_RADIO = 1,
        LOG_ID_EVENTS = 2,
        LOG_ID_SYSTEM = 3,
    
        LOG_ID_MAX
    } log_id_t;
    
    #define LOGGER_LOG_MAIN "log/main"
    #define LOGGER_LOG_RADIO "log/radio"
    #define LOGGER_LOG_EVENTS "log/events"
    #define LOGGER_LOG_SYSTEM "log/system"
    
    // 真正函数执行的地方
    static int __write_to_log_init(log_id_t log_id, struct iovec *vec, size_t nr)
    {
        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);
    
            // 改动write_to_log函数指针
            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];
            }
        }
    
        return write_to_log(log_id, vec, nr);
    }
    

    通过上述代码,我们在替换宏定义之后,是能够知道调用log_open打开的各自是/dev/log/main、/dev/log/radio、/dev/log/events、/dev/log/system四个日志设备文件。而宏log_open定义在system/core/liblog/logd_write.c中:

    #if FAKE_LOG_DEVICE
    // 不须要care这里。真正编译的时候FAKE_LOG_DEVICE为0
    #else
    #define log_open(pathname, flags) open(pathname, (flags) | O_CLOEXEC)
    #define log_writev(filedes, vector, count) writev(filedes, vector, count)
    #define log_close(filedes) close(filedes)
    #endif

    从上面代码能够看出。log_open的真正实现是open函数。

    回到最開始的地方,假设log_open的文件都是ok的,那接下来会调用__write_to_log_kernel函数,源代码实现例如以下:

    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 < (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;
    }

    函数__write_to_log_kernel会依据參数log_id在全局数组log_fds中找到相应的日志设备文件描写叙述符。然后调用宏log_writev。即函数writev。把日志记录写入到Logger日志驱动程序中。

    假设设备文件打开失败的话,write_to_log函数指针会被赋值为__write_to_log_kernel,这个函数事实上什么都没有做。仅仅是返回了个-1。所以就不贴源代码了。

    最后,我们在分析一下__android_log_buf_write函数。因为C/C++日志写入接口和Java日志写入接口终于都是调用了这个函数完毕了日志的写入。

    源代码例如以下:

    int __android_log_buf_write(int bufID, int prio, const char *tag, const char *msg)
    {
        struct iovec vec[3];
        char tmp_tag[32];
    
        if (! tag) tag = "";
    
        if ((bufID != LOG_ID_RADIO) &&
            (!strcmp(tag, "HTC_RIL") ||
            (!strncmp(tag, "RIL", 3)) ||
            (!strncmp(tag, "IMS", 3)) ||
            !strcmp(tag, "AT") ||
            !strcmp(tag, "GSM") ||
            !strcmp(tag, "STK") ||
            !strcmp(tag, "CDMA") ||
            !strcmp(tag, "PHONE") ||
            !strcmp(tag, "SMS"))) {
                bufID = LOG_ID_RADIO;
                snprintf(tmp_tag, sizeof(tmp_tag), "use-Rlog/RLOG-%s", tag);
                tag  = tmp_tag; 
        }
    
        vec[0].iov_base = (unsigned char *) &prio;
        vec[0].iov_len = 1;
        vec[1].iov_base = (void *) tag;
        vec[1].iov_len = strlen(tag) + 1;
        vec[2].iov_base = (void *) msg;
        vec[2].iov_len = strlen(msg) + 1;
    
        return write_to_log(log_id, vec, 3);    
    }

    在默认情况下,函数__android_log_write写入的日志记录类型为main。

    然后,假设传进来的日志记录的标请以”RIL”等标志开头,那么它就会被觉得是类型是radio的日志记录。


    C/C++日志写入接口

    Android系统提供了三组经常使用的C/C++宏来封装日志写入接口。之所以这样做,是为了方便开发同学进行日志的开关控制,比如不在公布版本号中打开日志。

    三组宏定义分别为:

    1. ALOGV,ALOGD,ALOGI。ALOGW和ALOGE。

      用来记录类型为main的日志。

    2. SLOGV,SLOGD,SLOGI,SLOGW和SLOGE,用来写入类型为system的日志。
    3. LOG_EVENT_INT。LOG_EVENT_LONG和LOG_EVENT_STRING,它们用来写入类型为events的日志记录。

    这些宏定义在system/core/include/log/log.h中,而且使用了一个LOG_NDEBUG的宏来作为日志开关。

    详细源代码例如以下:

    // 日志开关
    #ifndef LOG_NDEBUG
    #ifdef NDEBUG
    #define LOG_NDEBUG 1
    #else
    #define LOG_NDEBUG 0
    #endif
    #endif
    
    // 以ALOGE为样例
    #ifnded ALOGE
    #define ALOGE(...) ((void)ALOG(LOG_WARN, LOG_TAG, __VA_ARGS__))
    #endif
    
    #ifndef ALOG
    #define ALOG(priority, tag, ...) 
        LOG_PRI(ANDROID_##priority, tag, __VA_ARGS__)
    #endif
    
    #ifndef LOG_PRI
    #define LOG_PRI(priority, tag, ...) 
        android_printLog(priority, tag, __VA_ARGS__)
    #endif
    
    # 回到了我们熟悉的__android_log_print函数
    #define android_printLog(prio, tag, fmt...)
        __android_log_print(prio, tag, fmt)

    Java日志写入接口

    Android系统在应用程序框架中定义了三个Java日志写入接口。它们各自是android.util.Log、android.util.Slog和android.util.EventLog。写入的日志记录类型分别为main、system和events。
    这里主要分析android.util.log的实现。源代码例如以下:

    public final class Log {
    
        /**
         * Priority constant for the println method; use Log.v.
         */
        public static final int VERBOSE = 2;
    
        /**
         * Priority constant for the println method; use Log.d.
         */
        public static final int DEBUG = 3;
    
        /**
         * Priority constant for the println method; use Log.i.
         */
        public static final int INFO = 4;
    
        /**
         * Priority constant for the println method; use Log.w.
         */
        public static final int WARN = 5;
    
        /**
         * Priority constant for the println method; use Log.e.
         */
        public static final int ERROR = 6;
    
        /**
         * Priority constant for the println method.
         */
        public static final int ASSERT = 7;
    
        private Log() {
        }
    
        /**
         * Send a {@link #VERBOSE} log message.
         * @param tag Used to identify the source of a log message.  It usually identifies
         *        the class or activity where the log call occurs.
         * @param msg The message you would like logged.
         */
        public static int v(String tag, String msg) {
            return println_native(LOG_ID_MAIN, VERBOSE, tag, msg);
        }
    
        /**
         * Send a {@link #DEBUG} log message.
         * @param tag Used to identify the source of a log message.  It usually identifies
         *        the class or activity where the log call occurs.
         * @param msg The message you would like logged.
         */
        public static int d(String tag, String msg) {
            return println_native(LOG_ID_MAIN, DEBUG, tag, msg);
        }
    
        /**
         * Send an {@link #INFO} log message.
         * @param tag Used to identify the source of a log message.  It usually identifies
         *        the class or activity where the log call occurs.
         * @param msg The message you would like logged.
         */
        public static int i(String tag, String msg) {
            return println_native(LOG_ID_MAIN, INFO, tag, msg);
        }
    
        /**
         * Send a {@link #WARN} log message.
         * @param tag Used to identify the source of a log message.  It usually identifies
         *        the class or activity where the log call occurs.
         * @param msg The message you would like logged.
         */
        public static int w(String tag, String msg) {
            return println_native(LOG_ID_MAIN, WARN, tag, msg);
        }
    
        /**
         * Send an {@link #ERROR} log message.
         * @param tag Used to identify the source of a log message.  It usually identifies
         *        the class or activity where the log call occurs.
         * @param msg The message you would like logged.
         */
        public static int e(String tag, String msg) {
            return println_native(LOG_ID_MAIN, ERROR, tag, msg);
        }
    
        /** @hide */ public static final int LOG_ID_MAIN = 0;
        /** @hide */ public static final int LOG_ID_RADIO = 1;
        /** @hide */ public static final int LOG_ID_EVENTS = 2;
        /** @hide */ public static final int LOG_ID_SYSTEM = 3;
    
        /** @hide */ public static native int println_native(int bufID,
                int priority, String tag, String msg);
    }

    能够看到,JAVA应用层logger代码是调用了JNI层的android_util_Log.cpp。源代码例如以下:

    static jint android_util_Log_println_native(JNIEnv* env, jobject clazz,
        jint bufID, jint priority, jstring tagObj, jstring msgObj)
    {
        const char* tag = NULL;
        const char* msg = NULL;
    
        if (msgObj == NULL) {
            jniThrowNullPointerException(env, "println needs a message");
        }
    
        if (bufID < 0 || bufID >= LOG_ID_MAX) {
            jniThrowNullPointerException(env, "bad bufID");
            return -1;
        }
    
        if (tagObj != NULL) {
            tag = env->GetStringUTFChars(tagObj, NULL);
        }
        msg = env->GetStringUTFChars(msgObj, NULL);
        int res = -1;
        // 真正日志写入的函数(liblog.so中的函数)
        res = __android_log_buf_write(bufID, (android_LogPriority), tag, msg);
        return res;
    }

    logcat工具分析

    前面分析的将日志记录写入到Logger日志中的目的就是通过logcat工具将它们读出来。然后给开发者进行分析。
    Logcat的使用方法非常多,可是这里主要从源代码的角度出发,分析Logcat的四个部分:

    1. 基础数据结构。

    2. 初始化过程。
    3. 日志记录的读取过程。
    4. 日志记录的输出过程。

    logcat的源代码位于:system/core/logcat.cpp中。


    基础数据结构

    首先是定义在system/core/include/log/logger.h中的logger_entry。定义例如以下:

    struct logger_entry {
        uint16_t len;
        uint16_t __pad;
        int32_t pid;
        int32_t tid;
        int32_t sec;
        int32_t nsec;
        char msg[0];
    };

    结构体logger_entry用来描写叙述一条日志记录。当中,char msg[0]指针用来记录消息实体内容。

    然后,在看一下queued_entry_t结构体,源代码例如以下:

    struct queued_entry_t {
        union {
            unsigned char buf[LOGGER_ENTRY_MAX_LEN + 1] __attribute__((aligned(4)));
            struct logger_entry entry __attribute__((aligned(4)));
        };
        queued_entry_t* next;
    
        queued_entry_t() {
            next = NULL;
        }
    };

    结构体queued_entry_t用来描写叙述一个日志记录队列。

    每一种类型的日志记录都相应有一个日志记录队列。

    接下来。再来看一下日志设备的结构体log_device_t。源代码例如以下:

    struct log_device_t {
        char* device;
        bool binary;
        int fd;
        bool printed;
        char label;
    
        queued_entry_t* queue;
        log_device_t* next;
    
        log_device_t(char* d, bool b, char l) {
            device = d;
            binary = b;
            label = l;
            queue = NULL;
            next = NULL;
            printed = false;
        }
    
        void enqueue(queued_entry_t* entry) {
            if (this->queue == NULL) {
                this->queue = entry;
            } else {
                queued_entry_t** e = &this->queue;
                while (*e && cmp(entry, *e) >= 0) }{
                    e = &((*e)->next);
                }
                entry->next = *e;
                *e = entry;
            }
        }
    };

    结构体log_device_t用来描写叙述一个日志设备。

    当中:

    1. 成员变量device保存的是日志设备文件名。Logger日志驱动程序初始化时。会创建四个设备文件/dev/log/main、/dev/log/system、/dev/log/radio和/dev/log/events分别代表四个日志设备。

    2. 成员变量label用来描写叙述日志设备的标号,当中,日志设备/dev/log/main、/dev/log/system、/dev/log/radio、/dev/log/events相应的标号分别为m、s、r、e。
    3. 成员binary是一个布尔值,表示日志记录的内容是否是二进制格式的。

      眼下仅仅有/dev/log/events记录的是二进制格式。

    4. 成员变量fd是一个文件描写叙述符,它是调用函数open来打开相应的日志设备文件得到的,用来从logger日志驱动程序中读取日志记录。
    5. 成员变量printed是一个布尔值。用来表示一个日志设备是否已经处于输出状态。
    6. 成员变量queue用来保存日志设备中的日志记录。
    7. 成员变量next用来连接下一个日志设备。

    成员函数enqueue用来将一条日志记录加入到内部的日志记录队列中。每次往队列中加入一条日志记录时,都会依据它的写入时间来找到它在队列中的位置,然后将它插入队列中。写入的时间比較是通过cmp函数实现的。

    static int cmp(queued_entry_t* a, queued_entry_t* b)
    {
        int n = a->entry.sec - b->entry.sec;
        if (n != 0) {
            return n;
        }
    
        return a->entry.nsec - b->entry.nsec;
    }

    事实上。我觉得cpm函数没什么好解释的,真正有意思的是enqueue函数的实现。这里使用了一个技巧,通过二级指针来降低变量声明(ps:通常我们在做链表插入操作的时候。通常会维护两个指针)。


    二级指针的精髓在于,能够让我们改动指针的值。(ps:想要改动指针的值,就须要改动指针的指针)。

    真正日志打印的时候。须要转换成AndroidLogEntry结构体,相关的结构体定义例如以下:

    typedef struct AndroidLogEntry_t {
        time_t tv_sec;
        long tv_nsec;
        android_LogPriority priority;
        int msg_type;
        int32_t pid;
        int32_t tid;
        const char *tag;
        size_t messageLen;
        const char *message;
    } AndroidLogEntry;
    
    typedef enum android_LogPriority {
        ANDROID_LOG_UNKNOWN = 0,
        ANDROID_LOG_DEFAULT,
        ANDROID_LOG_VERBOSE,
        ANDROID_LOG_DEBUG,
        ANDROID_LOG_INFO,
        ANDROID_LOG_WARN,
        ANDROID_LOG_ERROR,
        ANDROID_LOG_FATAL,
        ANDROID_LOG_SILENT,
    } android_LogPriority;

    同一时候,另一个结构体FilterInfo_t用来描写叙述日志记录输出过滤器。源代码例如以下:

    typedef struct FilterInfo_t {
        char *mTag;
        android_LogPriority mPri;
        struct FilterInfo_t *p_next;
    } FilterInfo;

    成员变量mTag和mPri分别表示要过滤的日志记录的标签和优先级。

    当一条日志记录的标签等于mTag时,假设它的优先级大于等于mPri。那么它就会被输出。否则就会被忽略。成员变量p_next用来连接下一个日志输出过滤器。

    最后,再介绍AndroidLogFormat_t结构体。

    struct AndroidLogFormat_t {
        android_LogPriority global_pri;
        FilterInfo *filters;
        AndroidLogPrintFormat format;
    };

    从结构体定义上就能够知道,这个结构体是用来保存日志记录的输出格式以及输出过滤器的。


    初始化过程

    Logcat工具的初始化过程是从文件logcat.cpp中的main函数開始的,它会打开日志设备和解析命令行參数。因为函数较长,须要分段解释一下。

    // 数据结构定义
    struct AndroidLogFormat_t {
        android_LogPriority global_pri;
        FilterInfo *filters;
        AndroidLogPrintFormat format;
    };
    typedef struct AndroidLogFormat_t AndroidLogFormat;
    
    
    // 变量声明
    static AndroidLogFormat *g_logformat;
    
    // 函数定义
    AndroidlogFormat *android_log_format_new()
    {
        AndroidLogFormat *p_ret;
    
        p_ret = calloc(1, sizeof(AndroidLogFormat));
        p_ret->global_pri = ANDROID_LOG_VERBOSE;
        p_ret->format = FORMAT_BRIEF;
    
        return p_ret;
    }
    
    // main函数
    int main(int argc, char **argv)
    {
        int err = 0;
        int hasSetLogFormat = 0;
        int clearLog = 0;
        int getLogSize = 0;
        int mode = O_RDONLY;
        const char *forceFilters = NULL;
        log_device_t *devices = NULL;
        log_device_t *dev;
        bool needBinary = false;
    
        g_logformat = android_log_format_new();
    }

    从函数android_log_format_new的实现能够看出,全局变量g_logformat指定了日志的默认输出格式为FOTAMT_BRIEF,指定了日志记录过滤优先级为ANDROID_LOG_VERBOSE.

    回到main函数。我们继续分析main函数对传入參数的解析过程源代码例如以下:

    #define LOG_FILE_DIR "/dev/log/"
    
    for (;;) {
        int ret;
        ret = getopt(argc, argv, "cdt:gsQf:r::n:v:b:B");
        if (ret < 0) break;
    
        switch(ret) {
            case 'd':
                // logcat日志驱动程序中没有日志记录可读时,logcat工具直接退出
                g_nonblock = true;
            break;
    
            case 't':
                // 同d选项。而且指定每次日志输出的条数为g_tail_lines
                g_nonblock = true;
                g_tail_lines = atoi(optarg);
            break;
    
            case 'b': {
              // 通过-b參数指定须要打开的日志文件(main,system,radio,events)。并将其设备数据结构加入到链表devices中
                char* buf = (char*) malloc(strlen(LOG_FILE_DIR) + strlen(optarg) + 1);
                strcpy(buf, LOG_FILE_DIR);
                strcat(buf, optarg);
    
                bool binary = strcmp(optarg, "events") == 0;
                if (binary) {
                    needBinary = true;
                }
    
                if (devices) {
                    dev = devices;
                    while (dev->next) {
                        dev = dev->next;
                    }
                    dev->next = new log_device_t(buf, binary, optarg[0]);
                } else {
                    devices = new log_device_t(buf, binary, optarg[0]);
                }
                android::g_devCount ++;
            }
            break;
    
            case 'B':
                // 表示以二进制格式输出日志
                android::g_printBinary = 1;
            break;
    
            case 'f':
                // 日志记录输出文件的名称
                android::g_outputFileName = optarg;
            break;
    
            case 'r':
                // 记录每个日志记录输出文件的最大容量
                if (optarg == NULL) {
                    android::g_logRotateSizeKBytes = DEFAULT_LOG_ROTATE_SIZE_KBYTES;
                } else {
                    long logRotateSize;
                    char *lastDigit;
    
                    if (!isdigit(optarg[0])) {
                        fprintf(stderr, "Invalid parameter to -r
    ");
                        exit(-1);
                    }
                    android::g_logRotateSizeKBytes = atoi(optarg);
                }
            break;
    
            case 'n':
                if (!isdigit(optarg[0])) {
                    // 这里有个Android源代码的Bug,源代码里写的是-r(太粗心了吧!

    fprintf(stderr, "Invalid parameter to -n "); exit(-1); } android:g_maxRotatedLogs = atoi(optarg); break; case 'v': // 设置日志输出格式 err = setLogFormat(optarg); if (err < 0) { fprintf(stderr, "Invalid parameter to -v "); exit(-1); } hasSetLogFormat = 1; break; }

    这段代码主要是解析參数。每个參数的含义我已经通过凝视写到代码里去了。

    解析完命令行參数后,代码继续往后执行:

    if (!devices) {
        devices = new log_device_t(strdup("/dev/"LOGGER_LOG_MAIN), false, 'm');
        android::g_devCount = 1;
        int accessmode = (mode & O_RDONLY) ?

    R_OK : 0 | (mode & O_WRONLY) ? W_OK : 0; // 假设/dev/log/system文件存在。默认也读取system日志 if (0 == access("/dev/"LOGGER_LOG_SYSTEM, accessmode)) { devices->next = new log_device_t(strdup("/dev/"LOGGER_LOG_SYSTEM), false, 's'); android::g_devCount ++; } }

    这段代码的主要作用是:当用户没有指定-b參数时,默认将main和system的log输出到logcat中。

    接下来,继续分析main函数源代码。

    android:setupOutput();
    
    static void setupOutput()
    {
        if (g_outputFileName == NULL) {
            // logcat的默认输出为标准输出
            g_outFD = STDOUT_FILENO;
        } else {
          // 使用-f选项指定了输出
            struct stat statbuf;
    
            g_outFD = openLogFile(g_outputFileName);
            if (g_outFD < 0) {
                perror("Couldn't open output file");
                exit(-1);
                }
    
            fstat(g_outFD, &statbuf);
            g_outByteCount = statbuf.st_size;
        }
    }

    回到main函数,继续向下阅读源代码。

    if (hasSetLogFormat == 0) {
        const char* logFormat = getenv("ANDROID_PRINTF_LOG");
    
        if (logFormat != NULL) {
            err = setLogFormat(logFormat);
            if (err < 0) {
                fprintf(stderr, "invalid format in ANDROID_PRINTF_LOG '%s'
    ", logFormat);
            }
        }
    }

    这块代码的主要作用是:当用户没有指定特定的输出格式时,logcat会查一下ANDROID_PRINTF_LOG的值,假设这个值设置的话,就将日志格式改为这个值。

    设置好logcat日志输出格式后,logcat会继续向下执行。

    if (forceFilters) {
        // 不须要管这里
    } else if (argc == optind){
        // 不须要care
    } else {
        // 添加logcat过滤器
        for (int i = optind; i < argc; i ++) {
            err = android_log_addFilterString(g_logformat, argv[i]);
    
            if (err < 0) {
                fprintf(stderr, "Invalid filter expression '%s'
    ", argv[i]);
                exit(-1);
            }
        }
    }
    
    int android_log_addFilterString(AndroidLogFormat *p_format, const char *filterString)
    {
        char *filterStringCopy = strdup(filterString);
        char *p_cur = filterStringCopy;
        char *p_ret;
        int err;
    
        while (NULL != (pret = strsep(&p_cur, " 	,"))) {
            if (p_ret[0] != '') {
                err = android_log_addFilterRule(p_format, p_ret);
                if (err < 0) {
                    goto err;
                }
            }
        }
    
        free(filterStringCopy);
        return 0;
    error:
        free(filterStringCopy);
        return -1;
    }
    
    int android_log_addFilterRule(AndroidLogFormat *p_format, const char *filterExpression) {
        size_t i = 0;
        size_t tagNameLength;
        android_LogPriority pri = ANDROID_LOG_DEFAULT;
    
        // 获取tag的长度
        tagNameLength = strcspn(filterExpression, ":");
        if (tagNameLength == 0) {
            goto err;
        }
    
        // 获取tag相应的日志权限pri
        if (filterExpression[tagNameLength] == ':') {
            pri = filterCharToPri(filterExpresion[tagNameLength + 1]);
            if (pri == ANDROID_LOG_UNKNOWN) {
                goto err;
            }
        }
    
        if (0 == strncmp("*", filterExpression, tagNameLength)) {
            // *默认是打印当前tag的全部级别的log
            if (pri == ANDROID_LOG_DEFAULT) {
                pri = ANDROID_LOG_DEBUG;
            }
            p_format->global_pri = pri;
        } else {
            if (pri == ANDROID_LOG_DEFAULT) {
                pri = ANDROID_LOG_VERBOSE;
            }
    
            char *tagName;
            tagName = strdup(filterExpression);
            tagName[tagNameLength] = '';
    
            FilterInfo *p_fi = filterinfo_new(tagName, pri);
            free(tagName);
    
            // 头插法将过滤条件插入
            p_fi->p_next = p_format->filters;
            p_format->filters = p_fi;
        }
        return 0;
    error:
        return -1;
    }

    logcat日志过滤格式为:[:priority]。

    当中,tag为随意字符串,代表一个日志记录标签。

    priority是一个字符,表示一个日志记录优先级。添加了过滤后。也是代表日志记录tag-过滤tag时,仅仅有priority大于过滤priority的日志才会被输出。


    日志记录的读取过程

    Logcat工具是从源代码文件logcat.cpp中的函数readLogLines開始读取日志记录的。我们来分段阅读这个函数的实现。

    android::readLogLines(devices);

    函数实现例如以下:

    static void readLogLines(log_device_t* devices)
    {
        log_device_t* dev;
        int max = 0;
        int ret;
        int queued_lines = 0;
        bool sleep = false;
    
        int result;
        fd_set readset;
    
        for (dev = devices; dev; dev = dev->next) {
            if (dev->fd > max) {
                max = dev->fd;
            }
        }
    
        while (1) {
            do {
                timeval timeout = {0, 5000};
                FD_ZERO(&readset);
                for (dev = devices; dev; dev = dev->next) {
                    FD_SET(dev->fd, &readset);
                }
                result = select(max + 1, &readset, NULL, NULL, sleep ? NULL : &timeout);
            } while (result == -1 && errno == EINTR);
        }
    }

    因为Logcat工具有可能打开了多个日志设备,因此,while循环中使用了select函数来同一时候监控他们是否有内容可读,即是否有新日志须要读取。

    调用select函数时,须要设定用来查找这些打开的日志设备中的最大文件描写叙述符,并保存在变量max中。

    当代码跳出select时,是存在两种可能性的。

    1. 当前logcat有新日志可读。

    2. select选择超时,当前无新日志可读。

    首先分析当前日志设备有新的日志记录可读的情况,例如以下所看到的:

    if (result >= 0) {
        for (dev = devices; dev; dev = dev->next) {
            if (FD_ISSET(dev->fd, &readset)) {
                queued_entry_t* entry = new queued_entry_t();
                ret = read(dev->fd, entry->buf, LOGGER_ENTRY_MAX_LEN);
                if (ret < 0) {
                    exit(EXIT_FAILURE);
                } else if (!ret) {
                    exit(EXIT_FAILURE);
                } else if (entry->entry.len != ret - sizeof(struct logger_entry)) {
                    exit(EXIT_FAILURE);
                }
    
                entry->entry.msg[entry->entry.len] = '';
                dev->enqueue(entry);
                ++queued_lines;
            }
        }
    }

    每当设备有新数据可读时,就取出新数据构造queued_entry_t结构体,并插入到队列entry中,而且queued_lines全局变量+1。

    if (result == 0) {
        sleep = true;
        while (true) {
            chooseFirst(devices. &dev);
            if (dev == NULL) {
                break;
            }
            if (g_tail_lines == 0 || queued_lines <= g_tail_lines) {
                printNextEntry(dev);
            } else {
                skipNextEntry(dev);
            }
            -- queued_lines;
        }
    
        if (g_nonblock) {
            return;
        }
    } else {
        sleep = false;
        while (g_tail_lines == 0 || queued_lines > g_tail_lines) {
            chooseFirst(devices, &dev);
            if (dev == NULL || dev->queue->next == NULL) {
                if (entry_too_match) {
                    trigger_log(dev);
                } else {
                    break;
                }
            }
            if (g_tail_lines == 0) {
                printnextEntry(dev);
            } else {
                skipNextEntry(dev);
            }
            --queued_lines;
        }
    }

    因为Logcat工具是依照写入时间的先后顺序来输出日志记录的。因此,在输出已经读取的日志记录之前,Logcat工具会首先调用chooseFirst找到包括有最早的未输出日志记录的日志设备,源代码实现例如以下:

    static void chooseFirst(log_device_t* dev, log_device_t** firstdev)
    {
        if (*firstdev = NULL; dev != NULL; dev = dev->next) {
            if (dev->queue != NULL && (*firstdev == NULL || cmp(dev->queue, (*firstdev)->queue) < 0)) {
                *firstdev = dev;
            }
        }
    }

    chooseFirst函数仅仅是用来找到最早的日志记录。而日志真正的输出是通过函数printNextEntry实现的。源代码实现例如以下:

    static void printNextEntry(log_device_t* dev)
    {
        maybePrintStart(dev);
        processBuffer(dev, &dev->queue->entry);
        skipNextEntry(dev);
    }

    当中,maybePrintStart是用例推断当前日志设备dev中的日志记录是否是第一次输出,假设是第一次输出,会添加一些特定标志信息。

    static void maybePrintStart(log_device_t* dev)
    {
        if (!dev->printed) {
            dev->printed = true;
            if (g_devCount > 1 && !g_printBinary) {
                char buf[1024];
                snprintf(buf, sizeof(buf), "--------- beginning of %s
    ", dev->device);
                if (write(g_outFD, buf, strlen(buf)) < 0) {
                    exit(-1);
                }
            }
        }
    }

    日志输出后,就须要将日志从队列中删除,这是通过调用函数skipNextEntry实现的。源代码例如以下:

    static void skipNextEntry(log_device_t* dev)
    {
        maybePrintStart(dev);
        queued_entry_t* entry = dev->queue;
        dev->queue = entry->next;
        delete entry;
        entry_num --;
    }
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