第一行代码-android安卓技术

❖2❖2章Android的内核机制和结构剖LinuxAndroid的关AndroidLinuxLinuxAndroid在Linux内核的基础上添加了自己所特有的驱动程序。下面我们就来分析一下它们之间究竟有什为什么会选择000支持共享00Linux关于上述特性的信息可以参考Linux2.6版内核的文档，这便于我们在后面的学习中更好地理解Android所特有的功能特性。接下来分析AndroidLinux的关系。Android不是AndroidLinux内核的吗，怎行分析，看完后你就会觉得Android不是Linux了。00glibc 0LinuxQuartz等。不同的操作系统的窗口系统可能不一样，Android并没有使用（也不需要使用）LinuxX窗口系统，这是Android不是Linux的一个基本原因。36❖Android技 ·系统并没有采用glibc作为C库，而是自己开发了一套BionicLibc来代替glibc。AndroidLiunxLiunxBug之外，还增加了AndroidBinderOpenBinder框架的一个驱动，用于提供Android平台的进程间通信（InterProcessCommunication，IPC）功能。源代码位于drivers/staging/android/binder.c。Android电源管理（PM）LinuxAndroid电源低内存管理器（LowMemoryKiller）LinuxOOM（OutOfMemory）机制更加灵活，它可以根据需要杀死进程以释放需要的内存。源代码位于drivers/staging/共享内存（Ashmem）理这个内存的机制。源代码位于mm/ashmem.c。AndroidPMEM（Physical）PMEM用于向用户空间提供连续的物理内存区域，DSP和某些设备只能工作在连续的物理内存上。源代码位于drivers/misc/pmem.c。AndroidLogger一个轻量级的日志设备，用于抓取Android系统的各种日志。源代码位于drivers/staging/android/logger.c。AndroidAlarm提供了一个定时器，用于把设备从睡眠状态唤醒，同时它还提供了一个即使在设备睡眠时也会运行的时钟基准。源代码位于drivers/rtc/alarm.c。USBGadget驱动LinuxUSBgadget驱动框架的设备驱动，AndroidAndroidRamConsole为了提供调试功能，Android允许将调试日志信息写入一个被RAMConsoleRAMBuffer。源代码位于drivers/staging/android/2章Android的内核机制和结构剖析Yaffs2文件系统AndroidYaffs2MTDnandflash文件系统，源代码位于fs/yaffs2/下。Yaffs2NANDNORFlash的跨平台的嵌入式设备Flash文件系统相比，Yaffs2能使用更小的内存来保存其运行状态，因此它占用内存小。Yaffs2的回收非常简单而且快速，因此能表现出更好的性能。Yaffs2在大容量的NANDFlash上的性能表现尤为突出，非常适合大容量的Flash。上面这些要点足以AndroidLinux本书的主要内容将Android的这些特有的部分展开，我们的讲解会尽量通俗易懂，但还是建议大家先复下Linux内核的基本知识。在AndroidLinux内核进行了哪些改动，在移植时AndroidLinux内核的armv5构架/LCD输出。这个模拟器其实是在qemu之上开发的，输入/libSDLGoldfishCPU，那么当Android在真实的硬件设备上运行时，我们就需要去掉它，因此，只有知道对Goldfish做了哪些具体改动之后才能正确地去掉。据统计，AndroidGoldfish的改动主要涉及44个文件，具体汇总如下。说明说明12默认配置文3arch/arm/mach-4arch/arm/mach-board-5arch/arm/mach-GoldfishCPU进行启动配6的输入/输7中断请求、输入/输出89arch/arm/mach-arch/arm/mach-arch/arm/mach-获取和设置时添加ARCH_GOLDFISH38❖Android技 ·系统TTY驱为Goldfish的键盘添加配置文GoldfishMMC卡驱drivers/mmc/host/goldfish多驱GoldfishNANDflashdeviceKernel配置选NANDflash驱drivers/mtd/devices/goldfish_nand_regGoldfishbattery（电池）驱动添加kernel配置选能源和电池状态rtc-drivers/rtc/rtc-实时时钟驱drivers/Goldfishdrivers/Goldfishdrivers/framebufferinclude/asm-arm/arch-include/asm-arm/arch-goldfish/entry-include/asm-arm/arch-include/asm-arm/arch-include/asm-arm/arch-include/asm-arm/arch-include/asm-arm/arch-include/asm-arm/arch-include/asm- include/asm-arm/arch-，密度也越来越高（已经出现几十GB大小的NANDFLASHYAFFS2是专门用在FLASH上的文件系统，YAFFS2是“YetAnotherFlashFileSystem，2ndedition”的缩写。YAFFS2为Linux内核提供了一个高效NANDFLASH的接口。但是NANDFLASH的支持并不包含在标准的2.6.25内核中，所以在其中添加了对2章Android的内核机制和结构剖析1YAFFS配2123456789 pat 蓝显的Bug，以及一些与蓝牙调试和控制相关的函数，具体如下所示。12如果HCIUARTDebugKernel配置中，则添加BT_DBG()3添加配置选L2CAP,HCI_CORE,HCI_SOCK，以及通用接口和语4如果CONFIG_ANDROID_PARANOID_NETWORK

牙功能的安全检 net/bluetooth/sco m m_dlc中添加“out”参调度器40❖Android技 ·系统12修改内核的调度3修改CPU调4kernel/time/tick-修改CPU调5include/linux/tick如果CONFIG_NO_HZ被定义，则添加tick_nohz_update_Android新增的驱

IPCBinderIPC（进程间通信）机制。它的进程能够为其他进程提供服务——通过标准的Linux系统调用API。IPCBinder的概念于一家名为Be.Inc的公司，在之前就已经被Palm软件采用了。LowMemoryKiller其实内核里已经有一个类似的功能，名称为oomkiller（outofmemorykiller）。当内存不够的时候，该策略会试图结束一个进程。smm共享内存。该能使得进程间能够享大块的内存。比如说，系可以使用Ahmem保存一些图标，多个应用程序可以这个共享内存来获取这些图标。Ashmem为内核提供了一种回收这些使用完的共享内存块的方法，如果某个进程试图这些已经被回收的内存块，它将会得到错误的返回值，以便它重新进行内存块分配和数据初始化。RAMConsoleandLogDevice为了调试方便，Android添加了一个功能，使调试信息可以输入到一个内存块中。此外，Android还添加了一个独立的日志模块，这样用户空间的AndroidDebugBridge嵌入式设备的调试的确比较麻烦，为了便于调试，设ADB，使用USB作为连接方式，ADB可以看做是连接Android设备和PC机的一套协议。除了这些主要的功能之外，Android还增加了诸如real-timeclock、switch、timedGPIO等功能，所有这些改动和增加包含在以下28个文件之中。1进入配置文2添加switch3添加BINDER_IPC、POWER、POWER_STAT、POWER_ALARMLOGGER、RAM_CONSOLE、TIMED_GPIO、45drivers/android/alarm系统硬件时钟和实时时钟管6IPC机制72章Android的内核机制和结构剖析8RAM控制台和日志设备方便调9GPIO定时驱动GPIO添加配置选GPIO驱ADB配置选编译ADB所需的配置选include/linux/android_aid添加AIDs、INET、时钟功能设GPIOBinderIPCAPI定Logger定内存共享实添加LOW_MEMORY_KILLER配置选当内存过低时，选择并结束进电源高的一个功能。添加了一个新的电源管理系统，不包含原有的apm和dpm等。这项改动主要涉及以下5个文件：123修改Android电源处理方4修改Android电源处理方5修改Android电源处理方杂管理等，共涉及36个文件，如下所示。为了调试方便，Android添加了一个功能，使得调试信息可以输入到一个内存块中。此Android添加了一个独42❖Android技 ·系统12添加HAVE_LATENCYTOP_SUPPORT和3添加dump_task_regs方4解决系统无法重新启动的问5arch/arm/kernel/stacktrace改进调试6arch/arm/mm/abort-7MemorydevicedriverGoldfishTTY8使编译结果输出到/dev/kmemand9CPU运行时打开LEDS，但是屏幕是关闭添加编译ledtrig-drivers/leds/ledtrig-修正实时时钟误差的fs/fat/dir添加VFAT_IOCTL_GET_VOLUME_ID到当内存不足时调整/proc文修正kpagecount_readkpageflags_read返回的一些错简化add_to_pagemap中的错误检include/asm-添加ELF_CORE_COPY_TASK_REGS()宏调用dump_task_include/linux/mm添加shmem_set_file(...)函数原添加VFAT_IOCTL_GET_VOLUME_ID修复run_hrtimer_pending错添加PANIC_TIMEOUT默认为设置默认panic_timeoutkernel配置修复虚拟控制台的错误信mm/filemapmm/tiny-include/linux/sockios添加SIOCKILLADDR控添加tcp_v4_nuke_addr函如果设置CONFIG_SYSFS，编译如果定义CONFIG_ANDROID_PARANOID_NETWORK，则添加安全添加tcp_v4_nuke_addr函net/ipv6/af_inet6如果定义CONFIG_ANDROID_PARANOID_NETWORK，则添加安全AndroidLinux内核的增2章Android的内核机制和结构剖析强，主要包括Alarm（硬件时钟、Ashmem（内存共享、LowMemoryKiller（低内存管Alarm（硬件时钟Alarm就是一个硬件时钟，前面我们已经知道它提供了一个定时器，用于把设备从睡眠状应用都需要Alarm的支持，源代码位于“drivers/rtc/alarm.c”。<，其中定义了一些enum{ANDROID_ALARM_RTC_WAKEUP,主要包括了5种类型的Alarm，_WAKEUP类型表示在触发Alarm时需要唤醒设备，反之则不需要唤醒设备；ANDROID_ALARM_RTC类型表示在指定的某一时刻出发Alarm；AlarmANDROID_ALARM_SYSTEMTIME类型则表示系统时间；ANDROID_ALARM_TYPE_COUNT则是Alram类型的计数。注意注意流逝的时间也包括设备睡眠的时间，流逝时间的计算点从它最后一次启动enumandroid_alarm_return_flagsANDROID_ALARM_RTC_WAKEUP_MASK=1U<<ANDROID_ALARM_RTC_WAKEUP,ANDROID_ALARM_RTC_MASK=1U<<ANDROID_ALARM_RTC,ANDROID_ALARM_ELAPSED_REALTIME_WAKEUP_MASK=1U<<ANDROID_ALARM_ELAPSED_REALTIME_WAKEUP,ANDROID_ALARM_ELAPSED_REALTIME_MASK=1U<<ANDROID_ALARM_ELAPSED_REALTIME,ANDROID_ALARM_SYSTEMTIME_MASK=1U<<ANDROID_ALARM_SYSTEMTIME,ANDROID_ALARM_TIME_CHANGE_MASK=1U<<16Alarm等待、设置Alarm等。下面我们来分析Alarm驱动的具体实现。44❖Android技 ·系统调用，最后退出时需要调用alarm_exit来销毁和卸载Alarm接口及驱动。staticstructtform_driveralarm_driver=.suspend=.resume=.driver=.name=}该参数主要指定了当系统挂起（suspend）和唤醒（Desume）所需要实现的分别为alarm_suspendalarm_resumeAlarm设备驱动的名称设置为了“alarm”。wake_lock_init(&alarm_wake_lock,WAKE_LOCK_SUSPEND,"alarm");wake_lock_init(&alarm_rtc_wake_lock,WAKE_LOCK_SUSPEND,"alarm_rtc");staticstructclass_interfacertc_alarm_interface=.add_dev=.remove_dev=注意wake注意wakelock是一种锁机制，只要有用户持有该锁，系统就无法进入休眠状态， 2章Android的内核机制和结构剖析当arm动们的T间需在作过不被中断，或者在中断之后能告诉其他进程该过程没有完成，不能被请求，因此这里需要通过pin_oc_irqave和pin_unlock_irqretore来对其执行锁定和操作。实现代码如下：static init{unsignedlong structtimespecsystem_time;spin_lock_irqsave(&alarm_slock,elapsed_rtc_delta=timespec_sub(elapsed_rtc_delta,system_time);spin_unlock_irqrestore(&alarm_slock,flags);"alarm_late_init:rtctoelapsedrealtimedelta%ld.%09ld\n",elapsed_rtc_delta.tv_sec,elapsed_rtc_delta.tv_nsec);return}当Alarm退出时，就需要通过class_interface_unregister函数来卸载在初始化时的Alarm接口，通过wake_lock_destroy函数来销毁SUSPENDlock，以及通过tform_driver_unregister函数来卸载Alarm驱动。实现代码如下：static{

exit}将设备转换成rtc_device类型，然后，通过misc_register函数将自己成为一个Misc设备。其staticstructfile_operationsalarm_fops=.owner=.unlocked_ioctl=46❖Android技 ·系统.open=.release=staticstructmiscdevicealarm_device=.minor=.name=.fops=alarm_device中的“.namealarm_fopsAlarm的常用操作，包括打开、释放和I/O控制。这里还需要通过rtc_irq_register函数一个rtc_task，用来处理Alarm触发的方法，其定义如下：staticstructrtc_taskalarm_rtc_task=.func=注注意如果在添加设备的 需要实现：设置时间、设置RTC、获取时间、设置Alarm等待等。Android中最简单的设备驱动——Alarm的实现流程进行了分析，大家应该可以自己绘制出一个流程图来了吧。对于Alarm的具体实现，大家可以参考源代码Ashmem（内存共享Ashmem是Android的内存分配与共享dev下对应的设备文件为/dev/ashmem，（pin/unpin2章Android的内核机制和结构剖析handlerunpinmmapAshmem的内核驱动是如何完成（ashe.h//设备文件名#define //从ASHMEM_PIN#defineASHMEM_NOT_PURGED#defineASHMEM_WAS_PURGED//从ASHMEM_GET_PIN_STATUS返回的值，判断是pin还是unpin#defineASHMEM_IS_UNPINNED0#defineASHMEM_IS_PINNED1structashmem_pin{u32offset;//Ashmem区域的偏移u32 //从偏移量开始的长Ashmempinunpin等操作。接下来看一下2-1Ashmem实现函数列始化函数ashmem_init和退出函数ashmem_exit。ashmem_init的实现很简单，首先，定义一个结构体ashmem_area代表共享内存区；然后，定义一个结构体ashmem_range代表unpinned页面的区域，代码如下：48❖Android技 ·系统structashmem_areacharname[ASHMEM_FULL_NAME_LEN];/*用于/proc/pid/maps中的一个标*/structlist_headunpinned_list;/*所有的共享内存区列表*/structfile /*Ashmem所支持的文件size_tsize; /*字节数*/unsignedlongprot_mask; /*vm_flags*/structashmem_rangestructlist_headlru; /*LRU列表*/structlist_headunpinned; /*unpinned列表*/structashmem_area*asma; /*ashmem_area结构*/size_tpgstart; /*开始页面*/size_t /*结束页面unsignedint /*是否需要清除（ASHMEM_NOT_PURGEDashmem_area的生命周期为open()release()操作之间ashmem_range的生命周期unpinpinkmem_cache_createcache，所需参DDSLABDcacheNULLcacheashmem_rangecache（ashmem_area一样。创建完成之后，通过misc_register函数将Ashmem为misc设备这里需要注意，我们对所创建的这些cache都需要进行回收，因此，再紧接着需调用register_shrinker回收函数ashmem_shrinker。而从图2-1可以看出，ashmem_shrinker实际上是一个真正的回收ashmem_shrinker中定义的ashmem_shrink。到这里，初始化操作则完成了，实现代码如下：static init{intashmem_area_cachep=kmem_cache_create("ashmem_area_cache",sizeof(structashmem_area),0,0,if(unlikely(!ashmem_area_cachep))printk(KERN_ERR"ashmem:failedtocreateslabcache\n");return-ENOMEM;}2章Android的内核机制和结构剖析ashmem_range_cachep=kmem_cache_create("ashmem_range_cache",sizeof(structashmem_range),0,0,if(unlikely(!ashmem_range_cachep))printk(KERN_ERR"ashmem:failedtocreateslabcache\n");return-ENOMEM;}ret=misc_register(&ashmem_misc);if(unlikely(ret)){printk(KERN_ERR"ashmem:failedtoregistermiscdevice!\n");returnret;}/*回收函数*/printk(KERN_INFO"ashmem:initialized\n");return}static exit{int/*卸载回收函数*/ret=misc_deregister(&ashmem_misc);if(unlikely(ret))printk(KERN_ERR"ashmem:failedtounregistermisc/*卸载cache*/printk(KERN_INFO"ashmem:unloaded\n");}现在我们已经很清楚Ashmem的初始化和退出操作了，接下来分析使用Ashmem对内50❖Android技 ·系统staticstructfile_operationsashmem_fops=.owner=.open .release .mmap /*mmap函数.unlocked_ioctl= /*pat_ioctl=staticstructmiscdeviceashmem_misc=.minor=.name=.fops=其中，ashmem_openunpinnedAshmem分配的地址fileprivate_data，这就排除了进程间共享的可能性。ashmem_release方法用于将指定的节点的空间从链表中删除并释放掉。需要的是当使用list_for_each_entry_safe(pos,n,head,member)posnforpos节点的下一个节点的地址，避免因pos节点被释放而造成断链。ashmem_release函数的实现如staticintashmem_release(structinode*ignored,structfile{structashmem_area*asma=file->private_data;structashmem_range*range,*next;list_for_each_entry_safe(range,next,&asma->unpinned_list,unpinned)range_del(range);/*删除*/if(asma->file)fput(asma- (ashmem_area_cachep,return}接下来就是将分配的空间映射到进程空间。在ashmem_mmap函数中需要的是，它借Linuxshmem_file_setup（支撑文件）工具，使得我们不需要自己去实现这一复杂ashmem_mmap的整个实现过程很简单，大家可以参考它的源代码。最后，我们ioctlpinunpin某一段映射的空间的实现方式。ashmem_ioctl函数的功能很获取pin的一些状态。最终对pin/unpin的处理会通过下面这个函数来完成：2章Android的内核机制和结构剖析//pin/unpin处理staticintashmem_pin_unpin(structashmem_area*asma,unsignedlong user//如果页面是unpinned和ASHMEM_IS_PINNED,则返回ASHMEM_IS_UNPINNEDstaticintashmem_get_pin_status(structashmem_area*asma,size_tpgstart,size_t//unpin0//调用者必须持有staticintashmem_unpin(structashmem_area*asma,size_tpgstart,size_t//pinashmem指定的区//返回是否曾被清除过(即ASHMEM_WAS_PURGED或者//调用者必须持有staticintashmem_pin(structashmem_area*asma,size_tpgstart,size_tstaticintashmem_shrink(intnr_to_scan,gfp_t{structashmem_range*range,if(nr_to_scan&&!(gfp_mask& return-1;if(!nr_to_scan)returnlru_count;list_for_each_entry_safe(range,next,&ashmem_lru_list,{structinode*inode=range->asma->file->f_dentry->d_inode;loff_tstart=range->pgstart*PAGE_SIZE;loff_tend=(range->pgend+1)*PAGE_SIZE-1;vmtruncate_range(inode,start,end);range->purged=ASHMEM_WAS_PURGED;nr_to_scan-=range_size(range);if(nr_to_scan<=0)}returnlru_count;}释放。该方被mm/vmscan.c::shrink_slab调用，其中参数nr_to_scan表示有多少个页面对0，则表示查询所有的页面对象总数。而“gfp_mask”是一个配置，返回值使得mutex_lock不能进行安全的死锁。Ashmem700Linux内52❖Android技 ·系统置名字和大小，以及执行pin和unpin操作等。LowMemoryKiller（低内存管理PC来说，内存是至关重要。如果某个程序发生了内存泄漏，那么一般情况下系统就Kill掉。LinuxOOM（OutOfMemory，内存不足）的机制来完Kill掉。Android则使用了一个新的机制——LowMemoryKillerLowMemoryKiller机制的原理以及它是如何选择将被Kill的进程的。LowMemoryKiller在用户空间中指定了一组内存临界值，当其中的某个值与进程描述中的oom_adj值在同一范围时，该进程将被Kill掉。通常，在“/sys/module/lowmemorykiller/oom_adj值为0或者更大的进被Kill掉。我们发现在lowmemorykiller.c中就指定了这样的staticintlowmem_adj[6]{staticintlowmem_adj_size=4;staticsize_tlowmem_min [6]={3*512,//2*1024,//4*1024,//16*1024,//staticintlowmem_min_size=2章Android的内核机制和结构剖析❖Dtask_struct->signal_struct->oom_adjKill 后，内核会发送SIGKILL信号将其Kill掉。实际上，LowMemoryKiller驱动程序会认为被用于缓存的空间都要被释放，但是，常的oomkiller被触发之前，进程是不会被Kill掉的。LowMemoryKiller的原理之后，我们再来看如何实现这个驱动。LowMemoryKiller驱动的实现位于drivers/misc/lowmemorykiller.c。static init{return0;}static exit{}在初始化函数lowmem_init中通过register_shrinker了一个shrinker为lowmem_shrinker。其中lowmem_shrinker的定义如下：staticstructshrinkerlowmem_shrinker=.shrink=.seeks=DEFAULT_SEEKS*staticintlowmem_shrink(intnr_to_scan,gfp_t{structtask_struct54❖Android技 ·系统structtask_struct*selected=NULL;intrem=0;inttasksize;inti;intmin_adj=OOM_ADJUST_MAX+1;intselected_tasksize=0;intarray_size=intother_=global_page_state(NR__PAGES);intother_file=global_page_state(NR_FILE_PAGES);if(lowmem_adj_size<array_size)array_size=lowmem_adj_size; _size<array_size)array_size=lowmem_min for(i=0;i<array_size;i++){if(other_ <lowmem_min [i]&&other_file< [i])min_adj=lowmem_adj[i];}}if(nr_to_scan>lowmem_print(3,"lowmem_shrink%d,%x,o %d%d,ma%d\n",nr_to_scan,gfp_mask,other_ ,other_file,min_adj);rem=global_page_state(NR_ACTIVE_ANON)+global_page_state(NR_ACTIVE_FILE)+global_page_state(NR_INACTIVE_ANON)+if(nr_to_scan<=0||min_adj==OOM_ADJUST_MAX+1)return}for_each_process(p){if(p->oomkilladj<min_adj||!p->mm)tasksize=get_mm_rss(p->mm);if(tasksize<=0)if(selected){if(p->oomkilladj<selected->oomkilladj)if(p->oomkilladj==selected->oomkilladj&&tasksize<=selected_tasksize)}2章Android的内核机制和结构剖析selected=p;selected_tasksize=tasksize;lowmem_print(2,"select%d(%s),adj%d,size%d,tokill\n",p->pid,p->comm,p->oomkilladj,tasksize);}if(selected!=NULL)lowmem_print(1,"sendsigkillto%d(%s),adj%d,size%d\n",selected->pid,selected->comm,selected->oomkilladj,_sig(SIGKILL,selected);rem-=selected_tasksize;}lowmem_print(4,"lowmem_shrink%d,%x,return%d\n",nr_to_scan,gfp_mask,rem);return}global_page_state函数。有很多人找不到这个函数，其实它被linux/vmstathzone_stat_itemlinux/mmzoneh中，具enum{NR_ NR_INACTIVE_ANON=NR_LRU_BASE,#ifdefCONFIG_UNEVICTABLE_LRUNR_UNEVICTABLENR_ACTIVE_FILE,/*避免编译错误*/NR_MLOCK=NR_ACTIVE_FILE, /*映射页面 /*使用临时缓冲区#ifdef56❖Android技 ·系统 /*在预定节点上分配 /*从本地页面分配 NR_VM_ZONE_STAT_ITEMS再回过头来看owmem_shrink函数，首先确定我们所定义的lowmem_adj和 需要通过比较lowmem_min 中的空闲空间的值，以确定最小min_adj值（当满足其条件时，通过其数组索引来寻找lowmem_adj中对应元素的值；之后检测min_adj的值是否是初始然后使用循环对每一个进程块进行判断，通过min_adj来寻找满足条件的具体进程（主要包括对oomkilladj和task_struct进行判断）；最后，对找到的进程进行NULL判断，通过 _sig(SIGKILL,selected)”发送一条SIGKILL信号到内核，Kill掉被选中的LowMemoryKiller的分析就到这里，在了解了其机制和原理之后，我们发现它的实机制在mm/oom_kill.c中实现，且会被alloc_pages_may_oom调用（最高的被选中并Kill。一般而言，占用内存越多，oom_adj就越大，也就越有可能被选中。Logger（日志设备我们在开发Android应用的过可以很方便地使用Log信息来调试程序，这都归功于Logger这个日志设备来进行调试。Logger一共包括三个设备节点，它们分别是：2章Android的内核机制和结构剖析结构体structlogger_entry其中，len表示日志信息的有效长度；pad目前没有什么实质作用，但是需要使用两个字节来占位；pid表示生成该日志信息的进程的pid；tid表示生成该日志信息的进程的tid；secmsg着该日志的有效信息，即我们前面说的长度为len的日志信息属于有效信息。#defineLOGGER_LOG_RADIO"log_radio"/*无线相关消息*/#defineLOGGER_LOG_EVENTS"log_events"/*系统硬件*/#defineLOGGER_LOG_MAIN"log_main"/*任何*/们上面所说的radio、events和main都将使用logger_log结构体来表示，定义如下：structlogger_logunsignedchar* structmiscdevice struct struct （等待在该设备上日志的进程readers；readers表示日志的readers链表；mutex则是用于多线程同步和保护该结构体的mutex；w_off代表当前写入日志的位置，即在环形缓冲区中缓冲区中（buffer）的偏移量；size则代表该日志的大小，即环形缓冲区中（buffer）的大小。根据上面这个日志设备结构logger_log可以得知，要日志还需要一个用于日志的58❖Android技 ·系统structlogger_readerstructlogger_log* structlist_head logger_reader结构体的实现就很简单，其中log代表相关的日志设备，即当前将要数（logger_loglit（raders；r_off取日志的一个偏移量，即日志设备中将要被的buffer的偏移量。static init{}

intret=init_log(&log_main);if(unlikely(ret))gotoret=init_log(&log_events);if(unlikely(ret))gotoret=init_log(&log_radio);if(unlikely(ret))gotoout;returnret;logger_initinit_log函数来初始化前面所提到的init_log的实现如下：static initinit_log(structlogger_log{intret=misc_register(&log->misc);if(unlikely(ret)){printk(KERN_ERR"logger:failedtoregistermisc""deviceforlog'%s'!\n",log->);return}2章Android的内核机制和结构剖析printk(KERN_INFO"logger:created%luKlog'%s'\n",(unsignedlong)log->size>>10,log->);return}miscdevicemisc我们并没有看到具体的初始化日志设备的操作，那是因为这些工作都由DEFINE_LOGGER_DEVICE宏来完成了，DEFINE_LOGGER_DEVICE的实现如下：#defineDEFINE_LOGGER_DEVICE(VAR,NAME,staticunsignedchar_buf_##VAR[SIZE];staticstructlogger_logVAR={.buffer=_buf_##.misc=.minor=.name=.fops=.parent=.wq WAIT_QUEUE_HEAD_INITIALIZER(VAR.readers=LIST_HEAD_INIT(VAR.mutex MUTEX_INITIALIZER(VAR.w_off=.head=.size=DEFINE_LOGGER_DEVICENAME作为名SIZE作为尺寸来创建一个日志设备。这里需要注意：SIZE2的幂，并ENTRY_MAX_PAYLOAD表示日志的最大有效长度。#defineLOGGER_ENTRY_MAX_LEN #defineLOGGER_ENTRY_MAX_PAYLOAD(LOGGER_ENTRY_MAX_LEN-sizeof(structDEFINE_LOGGER_DEVICE(log_main,LOGGER_LOG_MAIN,64*1024)DEFINE_LOGGER_DEVICE(log_events,LOGGER_LOG_EVENTS,256*1024)DEFINE_LOGGER_DEVICE(log_radio,LOGGER_LOG_RADIO,64*1024)staticstructfile_operationslogger_fops=.owner=60❖Android技 ·系统.read=.aio_write=.poll=.unlocked_ioctl=.compat_ioctl=.open=.release=开日志设备文件的logger_open数据的logger_read，等等。下面，分别对这些函数staticintlogger_open(structinode*inode,structfile{structlogger_log*log;intret;ret=nonseekable_open(inode,file);if(ret)return//判断log=get_log_from_minor(MINOR(inode->i_rdev));if(!log)return-//只读if(file->f_mode&{structlogger_readerreader=kmalloc(sizeof(structlogger_reader),GFP_KERNEL);if(!reader)return-reader->loglog;INIT_LIST_HEAD(&reader-//mutex//指定偏移reader->r_off=log->head;list_add_tail(&reader->list,&log->readers);//保存数据file->private_data=else读写模file->private_data=2章Android的内核机制和结构剖析return}常简单，直接判断日志设备的miscminor参数和minor参数即可，实现代码如下：staticstructlogger_log*get_log_from_minor(int{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;return}logger_open函数，在取得了日志设备的类型之后，我们需要判断其读写模志设备、mutex、偏移量r_off），最后将该logger_reader保存到file->private_data中；如果logfile->private_data中，这样做就方便我们在以后的读写过直接通过file->private_data来取得logger_reader和logger_log。staticintlogger_release(structinode*ignored,structfile{if(file->f_mode&FMODE_READ)structlogger_reader*reader=file->private_data; }return}file->private_data取得其对应staticssize_tlogger_read(structfile*file,char user*buf,size_tcount,loff_t*pos){//通过file->private_data获取logger_reader及其日志设备logger_logstructlogger_reader*reader=file->private_data;structlogger_log*log=reader-62❖Android技 ·系统ssize_twhile(1)//添加进程到等待队prepare_to_wait(&log->wq,&wait,TASK_INTERRUPTIBLE);ret=(log->w_off==reader->r_off);ifif(file->f_flags&{ret=-}if{ret=-}}finish_wait(&log->wq,&wait);if(ret)returnret;if(unlikely(log->w_off==reader-gotostart;}//下一条日ret=get_entry_len(log,reader->r_off);if(count<ret){ret=-goto}

//到用户空ret=do_read_log_to_user(log,reader,buf,returnret;while循环来重复该过程，直到buffer中有可供的日志为止。最后，通过get_entry_len函数下一条日志，并通过do_read_log_to_user将其到用户空间，完毕。2章Android的内核机制和结构剖析ssize_tlogger_aio_write(structkiocb*iocb,conststructiovec*iov,unsignedlongnr_segs,loff_tppos){//取得日志设备structlogger_log*log=file_get_log(iocb->ki_filp);size_torig=log->w_off;structlogger_entryheader;structtimespecnow;ssize_tret=0;now=//初始化日志数据logger_entryheader.pidcurrent->tgid;header.tid=current->pid;header.sec=now.tv_sec;head