日志达到阈值后轮转，确认程序继续写入正确文件

上一篇，我们让debug_demo从配置文件读取日志周期，并验证了配置缺失或无效时的回退行为。服务已经能够持续运行，但日志仍不断追加到同一个文件：运行时间越长，/var/log/debug-demo.log就越大。

这篇继续使用 Ubuntu、QEMU 和 Buildroot，不需要开发板。我们给程序增加一个简单的大小阈值轮转：活动日志达到 1 KiB 后，将它改名为/var/log/debug-demo.log.1，再重新打开/var/log/debug-demo.log，并确认后续日志确实进入新的活动文件。

一、这次要验证什么

本文承接《让 ARM64 程序支持配置文件：修改日志周期，无需重新编译》。沿用 Buildroot 2025.02.8、QEMU ARM64、BusyBox init 及外部软件包debug-demo。

本篇只处理一个问题：日志文件达到设定大小后轮转，服务是否会继续写入正确的活动日志文件？

轮转关系如下：

/var/log/debug-demo.log 达到 1 KiB | +--> 当前活动文件改名为 /var/log/debug-demo.log.1 | +--> 程序重新打开 /var/log/debug-demo.log | +--> 后续服务日志写入新的活动文件

为便于观察，本例只保留一个备份文件。再次轮转时，较早的.1会被新轮转出的活动文件替换。它是短时实验设计，不是生产日志归档策略。

二、为什么只改文件名不够

程序打开日志文件时，操作系统会给它一个文件描述符。后续即使把路径/var/log/debug-demo.log改名为/var/log/debug-demo.log.1，进程原先持有的描述符仍指向那个已改名的文件对象；重新创建同名路径不会自动让程序改写新文件。

因此，单独执行mv并创建同名文件不足以证明轮转成功；程序必须重新打开活动日志。第五节介绍实现方式，第九节用文件内容验证写入去向。

本例由应用自己检查文件大小，不使用外部logrotate服务。检查发生在每条日志写入并刷新之后，所以文件大小可能超过阈值一条日志记录；1 KiB 是触发阈值，不是绝对字节上限。轮转和重新打开的文件位于同一个/var/log文件系统中。

三、环境与操作约定

默认命令在Ubuntu 主机执行，只有标注QEMU 目标端的命令才在 ARM64 系统内执行。不要在 Windows PowerShell 执行本文的 Bash 命令。

本篇不修改/etc/inittab、S99debug-demo、BusyBox 配置或软件包选择；服务仍由上一篇的 BusyBox initrespawn项管理。确认目标端只运行一个服务实例，不要手动再启动第二个--service。

四、关机并备份源码

如果上一篇的 QEMU 仍在运行，先在QEMU 目标端正常关机：

poweroff

等待系统关机。如果 QEMU 进程仍未退出，再按Ctrl+A，松开后按X。确认 QEMU 已释放可写镜像，再从 Ubuntu 主机修改并重建。

在Ubuntu 主机备份外部目录和当前 Buildroot 配置：

exportDEMO_OUT="$HOME/buildroot-output-arm64-demo"exportLOG_BACKUP="$HOME/debug-demo-before-log-rotation-$(date+%Y%m%d-%H%M%S)"(set-eutest-f"$DEMO_OUT/.config"test-f"$HOME/buildroot-external-demo/src/debug-demo/debug_demo.c"mkdir"$LOG_BACKUP"cp-a"$HOME/buildroot-external-demo""$LOG_BACKUP/"cp-p"$DEMO_OUT/.config""$LOG_BACKUP/buildroot.config"printf'Backup: %s\n'"$LOG_BACKUP")echo$?

预期返回0。保留打印出的备份目录；如有检查或复制失败，先停止并排查，不要继续覆盖源码。

五、为程序加入大小检查和安全重开

在Ubuntu 主机执行下面的完整命令，替换debug_demo.c。本版保留上一篇的配置解析、信号处理、无参数求和输出和服务日志格式，并增加大小检查与轮转函数。

cd~/buildroot-external-demo||exit1cat>src/debug-demo/debug_demo.c<<'EOF' #define _POSIX_C_SOURCE 200809L #include <ctype.h> #include <errno.h> #include <signal.h> #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <string.h> #include <sys/stat.h> #include <time.h> #include <unistd.h> #define CONFIG_PATH "/etc/debug-demo.conf" #define LOG_PATH "/var/log/debug-demo.log" #define ROTATED_LOG_PATH "/var/log/debug-demo.log.1" #define DEFAULT_INTERVAL_SEC 2U #define MAX_INTERVAL_SEC 60L #define MAX_LOG_BYTES 1024 static volatile sig_atomic_t running = 1; static void handle_signal(int signal_number) { (void)signal_number; running = 0; } int compute_total(const int *values, int count) { int total = 0; for (int index = 0; index < count; ++index) { total += values[index]; } return total; } static unsigned int load_interval(const char **status) { char buffer[256]; const char prefix[] = "interval_sec="; FILE *config_file = fopen(CONFIG_PATH, "r"); if (config_file == NULL) { *status = errno == ENOENT ? "missing-default" : "read-error-default"; return DEFAULT_INTERVAL_SEC; } size_t length = fread(buffer, 1, sizeof(buffer), config_file); int read_failed = ferror(config_file); int close_failed = fclose(config_file); if (read_failed || close_failed != 0) { *status = "read-error-default"; return DEFAULT_INTERVAL_SEC; } *status = "invalid-default"; if (length == sizeof(buffer) || memchr(buffer, '\0', length) != NULL) { return DEFAULT_INTERVAL_SEC; } buffer[length] = '\0'; char *begin = buffer; while (isspace((unsigned char)*begin)) { ++begin; } char *end = buffer + length; while (end > begin && isspace((unsigned char)end[-1])) { --end; } *end = '\0'; if (strncmp(begin, prefix, sizeof(prefix) - 1) != 0) { return DEFAULT_INTERVAL_SEC; } char *number = begin + sizeof(prefix) - 1; if (*number == '\0') { return DEFAULT_INTERVAL_SEC; } for (const char *cursor = number; *cursor != '\0'; ++cursor) { if (*cursor < '0' || *cursor > '9') { return DEFAULT_INTERVAL_SEC; } } errno = 0; char *number_end = NULL; long parsed = strtol(number, &number_end, 10); if (errno != 0 || *number_end != '\0' || parsed < 1 || parsed > MAX_INTERVAL_SEC) { return DEFAULT_INTERVAL_SEC; } *status = "loaded"; return (unsigned int)parsed; } static int rotate_log(FILE **log_file) { FILE *old_log = *log_file; if (fflush(old_log) != 0) { return -1; } *log_file = NULL; if (fclose(old_log) != 0) { return -1; } if (rename(LOG_PATH, ROTATED_LOG_PATH) != 0) { int rename_error = errno; *log_file = fopen(LOG_PATH, "a"); if (*log_file == NULL) { return -1; } errno = rename_error; perror("rename active log; continuing with current file"); return 0; } *log_file = fopen(LOG_PATH, "a"); if (*log_file == NULL) { int open_error = errno; if (rename(ROTATED_LOG_PATH, LOG_PATH) == 0) { *log_file = fopen(LOG_PATH, "a"); } if (*log_file == NULL) { errno = open_error; return -1; } errno = open_error; perror("open new active log; restored previous path"); return 0; } if (fprintf(*log_file, "debug-demo log: rotation complete; active file reopened pid=%ld\n", (long)getpid()) < 0 || fflush(*log_file) != 0) { return -1; } return 1; } static int rotate_if_needed(FILE **log_file) { struct stat log_status; if (fflush(*log_file) != 0 || fstat(fileno(*log_file), &log_status) != 0) { return -1; } if (log_status.st_size < MAX_LOG_BYTES) { return 0; } return rotate_log(log_file) < 0 ? -1 : 0; } int main(int argc, char *argv[]) { const int values[] = {10, 20, 30, 40}; int result = compute_total(values, 4); if (argc == 1) { printf("debug-demo package v2: total = %d\n", result); return 0; } if (argc != 2 || strcmp(argv[1], "--service") != 0) { fprintf(stderr, "Usage: %s [--service]\n", argv[0]); return 1; } struct sigaction action = {0}; action.sa_handler = handle_signal; sigemptyset(&action.sa_mask); if (sigaction(SIGTERM, &action, NULL) != 0 || sigaction(SIGINT, &action, NULL) != 0) { perror("sigaction"); return 1; } FILE *log_file = fopen(LOG_PATH, "a"); if (log_file == NULL) { perror("open log"); return 1; } const char *config_status = NULL; unsigned int interval_sec = load_interval(&config_status); const char *level = strcmp(config_status, "loaded") == 0 ? "INFO" : "WARN"; if (fprintf(log_file, "debug-demo config: pid=%ld level=%s path=%s status=%s interval_sec=%u\n", (long)getpid(), level, CONFIG_PATH, config_status, interval_sec) < 0 || fflush(log_file) != 0) { fclose(log_file); return 1; } if (rotate_if_needed(&log_file) != 0) { perror("check or rotate log"); if (log_file != NULL) { fclose(log_file); } return 1; } unsigned long tick = 0; while (running) { struct timespec timestamp; if (clock_gettime(CLOCK_MONOTONIC, &timestamp) != 0) { perror("clock_gettime"); fclose(log_file); return 1; } if (fprintf(log_file, "debug-demo service: pid=%ld tick=%lu mono=%lld.%09ld interval_sec=%u total=%d\n", (long)getpid(), tick++, (long long)timestamp.tv_sec, timestamp.tv_nsec, interval_sec, result) < 0 || fflush(log_file) != 0) { fclose(log_file); return 1; } if (rotate_if_needed(&log_file) != 0) { perror("check or rotate log"); if (log_file != NULL) { fclose(log_file); } return 1; } for (unsigned int elapsed = 0; running && elapsed < interval_sec; ++elapsed) { struct timespec remaining = {1, 0}; while (running && nanosleep(&remaining, &remaining) != 0) { if (errno != EINTR) { perror("nanosleep"); fclose(log_file); return 1; } } } } if (fprintf(log_file, "debug-demo service: pid=%ld stopped\n", (long)getpid()) < 0) { fclose(log_file); return 1; } return fclose(log_file) == 0 ? 0 : 1; } EOF

1. 轮转实现的关键点

• 每条日志写入后立即fflush，再用fstat检查当前打开文件的大小。
• 达到 1024 字节后，先关闭当前流，再把活动文件改名为.1，最后重新打开活动路径。
• 重新打开后，程序写入rotation complete标记。新活动文件和.1的内容可以用来交叉验证轮转边界。
• 只保留一个备份。再次轮转时，新的.1替换旧.1；日志记录不会无限堆积。
• 如果改名失败但原活动文件可以重新打开，程序向标准错误报告问题并继续写入原文件；如果无法恢复可写日志，则服务退出。BusyBox init 会按respawn再启动它，因此真实部署还需要设计磁盘故障处理和重试限制。

阈值按日志记录检查，不会在一条记录中间截断。文件可能超过阈值一条记录的大小；这是本篇“达到阈值后轮转”的具体定义，不是精确硬限制。

六、软件包规则不需要改变

本篇只修改应用源码；默认配置仍由前文的包规则安装，服务仍由inittab直接启动。确认外部目录中已有：

src/debug-demo/debug_demo.c package/debug-demo/debug-demo.mk package/debug-demo/S99debug-demo package/debug-demo/debug-demo.conf board/qemu-arm64-demo/rootfs-overlay/etc/inittab

本篇不新增第二个软件包，不改BR2_PACKAGE_DEBUG_DEMO、overlay 或 init 配置。继续使用原有-O0 -g -gdwarf-4调试选项；若出现_FORTIFY_SOURCE与-O0相关告警，其含义仍是对应加固在当前参数下未生效。

七、重建程序和文件系统镜像

先确认 QEMU 已完全退出，再在Ubuntu 主机执行。不要让 QEMU 同时使用正在构建的可写镜像：

exportDEMO_OUT="$HOME/buildroot-output-arm64-demo"(set-eucd"$HOME/buildroot-2025.02.8"makeO="${DEMO_OUT:?请先设置 DEMO_OUT}"\BR2_EXTERNAL="$HOME/buildroot-external-demo"debug-demo-rebuildV=1makeO="${DEMO_OUT:?请先设置 DEMO_OUT}"\BR2_EXTERNAL="$HOME/buildroot-external-demo"-j2)echo$?

应返回0。第一条命令重新同步并编译本地包；第二条命令生成根文件系统镜像。只完成包重建而未执行完整构建，不足以确认启动镜像已更新。不要为了本次源码变更重新加载官方 defconfig 或执行make clean。

在Ubuntu 主机核对构建结果：

file"$DEMO_OUT/target/usr/bin/debug_demo"grep-nFx'::respawn:/usr/bin/debug_demo --service'"$DEMO_OUT/target/etc/inittab"cat"$DEMO_OUT/target/etc/debug-demo.conf"ls-l"$DEMO_OUT/images/rootfs.ext2"

确认程序为 AArch64 ELF，inittab仍只有预期监督项，默认周期符合包配置。该检查只能说明构建目录中的产物；轮转行为仍要在 QEMU 实际运行镜像验证。

本次主机端实测确认：debug_demo是 64 位 AArch64 动态链接 ELF；inittab第 42 行包含预期的respawn项；默认配置为interval_sec=2；rootfs.ext2已生成，大小为 60 MiB。这些结果只确认了构建目录中的产物，尚未验证 QEMU 启动后的轮转行为。

八、启动 QEMU 并检查单实例

在Ubuntu 主机启动 QEMU：

exportDEMO_OUT="$HOME/buildroot-output-arm64-demo"/usr/bin/qemu-system-aarch64\-Mvirt\-cpucortex-a53\-smp2\-m1G\-nographic\-kernel"${DEMO_OUT:?请先设置 DEMO_OUT}/images/Image"\-append"rootwait root=/dev/vda console=ttyAMA0"\-drivefile="$DEMO_OUT/images/rootfs.ext2",if=none,format=raw,id=hd0\-devicevirtio-blk-device,drive=hd0\-netdevuser,id=net0\-devicevirtio-net-device,netdev=net0

登录提示出现后，以root登录。下面命令在QEMU 目标端执行：

cat/etc/debug-demo.conf pidof debug_demops|grep'[d]ebug_demo'tail-n8/var/log/debug-demo.log

预期配置文件为interval_sec=2，且只有一个/usr/bin/debug_demo --service。若 PID 不唯一或程序未运行，先检查inittab、程序启动和日志目录，不要手动再启动一个实例。

本次目标端初始检查结果如下：

# cat /etc/debug-demo.conf interval_sec=2 # pidof debug_demo 119 # ps | grep '[d]ebug_demo' 119 root /usr/bin/debug_demo --service # tail -n 8 /var/log/debug-demo.log debug-demo log: rotation complete; active file reopened pid=119 debug-demo service: pid=119 tick=25 mono=68.059861568 interval_sec=2 total=100

检查时配置为两秒，只有 PID 119 的服务实例；活动日志中已出现重开标记和后续服务日志，说明至少一次轮转已发生在这次查看之前。此输出尚未检查.1备份内容，下面继续核对轮转前后的两个文件。

九、等待轮转并确认新日志去向

本例阈值为 1 KiB，按默认两秒周期通常需要若干条日志后触发。等待一段时间，再检查活动文件、备份文件的大小和内容：

sleep25ls-l/var/log/debug-demo.log /var/log/debug-demo.log.1wc-c/var/log/debug-demo.log /var/log/debug-demo.log.1tail-n8/var/log/debug-demo.logtail-n8/var/log/debug-demo.log.1

由于系统负载、日志行长度以及启动时已有文件大小可能不同，25 秒后未必恰好得到同一组行数。如果.1尚未出现，继续等待几个日志周期再检查；不要手工mv活动文件，否则会绕开本篇正在验证的程序重开逻辑。

本次 QEMU 目标端实测如下：

# sleep 25 # ls -l /var/log/debug-demo.log /var/log/debug-demo.log.1 -rw-r--r-- 1 root root 711 Oct 26 02:20 /var/log/debug-demo.log -rw-r--r-- 1 root root 1024 Oct 26 02:20 /var/log/debug-demo.log.1 # wc -c /var/log/debug-demo.log /var/log/debug-demo.log.1 711 /var/log/debug-demo.log 1024 /var/log/debug-demo.log.1 1735 total # tail -n 8 /var/log/debug-demo.log debug-demo service: pid=119 tick=99 mono=217.177468224 interval_sec=2 total=100 debug-demo service: pid=119 tick=100 mono=219.195770976 interval_sec=2 total=100 debug-demo service: pid=119 tick=101 mono=221.210164688 interval_sec=2 total=100 debug-demo service: pid=119 tick=102 mono=223.223501808 interval_sec=2 total=100 debug-demo service: pid=119 tick=103 mono=225.233461680 interval_sec=2 total=100 debug-demo service: pid=119 tick=104 mono=227.247304160 interval_sec=2 total=100 debug-demo service: pid=119 tick=105 mono=229.259803216 interval_sec=2 total=100 debug-demo service: pid=119 tick=106 mono=231.267265456 interval_sec=2 total=100 # tail -n 8 /var/log/debug-demo.log.1 debug-demo service: pid=119 tick=91 mono=201.075746624 interval_sec=2 total=100 debug-demo service: pid=119 tick=92 mono=203.089506080 interval_sec=2 total=100 debug-demo service: pid=119 tick=93 mono=205.102247328 interval_sec=2 total=100 debug-demo service: pid=119 tick=94 mono=207.111994384 interval_sec=2 total=100 debug-demo service: pid=119 tick=95 mono=209.119731424 interval_sec=2 total=100 debug-demo service: pid=119 tick=96 mono=211.131586592 interval_sec=2 total=100 debug-demo service: pid=119 tick=97 mono=213.147046448 interval_sec=2 total=100 debug-demo service: pid=119 tick=98 mono=215.161938464 interval_sec=2 total=100

.1大小为阈值 1024 字节，活动文件为 711 字节；备份末尾 tick 98 后，活动文件从 tick 99 接续，PID 始终为 119。这组结果确认轮转边界处的日志连续，且轮转后服务继续写入活动文件。此处tail未展示活动文件前部的rotation complete标记，下一步再用grep检查该标记是否仍在活动文件中；若后续又发生轮转，标记也可能已经随旧活动文件进入.1。

再核对活动文件是否包含当前 PID 的轮转标记及更新的tick，并观察 PID 是否稳定：

current_pid=$(pidof debug_demo)grep-F"rotation complete; active file reopened pid=$current_pid"\/var/log/debug-demo.logtail-n5/var/log/debug-demo.logsleep6pidof debug_demotail-n5/var/log/debug-demo.log

本次目标端的后续检查结果如下：

# current_pid=$(pidof debug_demo) # grep -F "rotation complete; active file reopened pid=$current_pid" \ > /var/log/debug-demo.log debug-demo log: rotation complete; active file reopened pid=119 # tail -n 5 /var/log/debug-demo.log debug-demo service: pid=119 tick=147 mono=313.990103216 interval_sec=2 total=100 debug-demo service: pid=119 tick=148 mono=316.006296960 interval_sec=2 total=100 debug-demo service: pid=119 tick=149 mono=318.019297776 interval_sec=2 total=100 debug-demo service: pid=119 tick=150 mono=320.028412160 interval_sec=2 total=100 debug-demo service: pid=119 tick=151 mono=322.035023744 interval_sec=2 total=100 # sleep 6 # pidof debug_demo 119 # tail -n 5 /var/log/debug-demo.log debug-demo service: pid=119 tick=151 mono=322.035023744 interval_sec=2 total=100 debug-demo service: pid=119 tick=152 mono=324.162579232 interval_sec=2 total=100 debug-demo service: pid=119 tick=153 mono=326.179358432 interval_sec=2 total=100 debug-demo service: pid=119 tick=154 mono=328.201561200 interval_sec=2 total=100 debug-demo service: pid=119 tick=155 mono=330.212640544 interval_sec=2 total=100

活动文件中找到 PID 119 的重开标记；等待六秒后，PID 仍为 119，tick 从 151 增至 155，日志继续写入活动路径。这与上一项.1中 tick 91～98、活动文件从 tick 99 接续的记录相互印证，确认该次轮转后服务仍在向正确文件写入。

若其他运行中标记已随下一次轮转移入.1，说明服务又完成了一次轮转；此时检查当前活动文件中的最新服务日志，并比较.1末尾与活动文件开头的tick。较新的 tick 应出现在活动文件中，而非只留在旧备份里。

不能仅凭debug_demo进程仍存在就断言轮转成功。关键证据是轮转后活动路径重新打开，并且当前服务后续写入出现在新的活动文件中。

十、常见情况与本篇边界

本篇轮转的是单个固定文件，不支持按日期命名、多个历史备份、压缩、并发写入者、磁盘配额或掉电持久化保证。重命名与新文件位于同一文件系统；fflush只将 C 标准库缓冲交给操作系统，不等于fsync或掉电保护。

如果rename或新活动文件打开失败，代码会尽力恢复原路径并继续；无法恢复时会退出。当前服务由respawn管理，因永久性存储错误退出可能造成重复启动，因此这仍是用于实验的实现，不应直接当作生产日志系统。

十一、总结

本次 QEMU 实测中，.1达到 1024 字节，活动文件为 711 字节；备份末尾 tick 98 后，活动文件从 tick 99 继续，PID 119 保持不变，且活动文件中找到重开标记。这验证了正常轮转后服务继续写入活动文件。改名或重新打开失败时的恢复分支尚未做故障注入测试；旧备份在多轮轮转中的替换行为也未单独核对。

下一篇预告

下一篇：《服务正常运行，同时验证权限限制确实生效》。我们将把服务从 root 运行调整为专用的非特权用户，只授予它运行和写日志所需的权限，再验证日志仍持续写入、对不必要资源的访问确实受限。具体配置方式会以 Buildroot 和目标 BusyBox init 实际支持的工具为准，并通过目标端检查验证，而不只依据配置文件推断权限已生效。