Debugowanie natywnego kodu platformy Android

W tej sekcji podsumowano przydatne narzędzia i powiązane polecenia do debugowania, śledzenia i profilowania natywnego kodu platformy systemu Android podczas opracowywania funkcji na poziomie platformy.

Uwaga: strony w tej sekcji i w innych miejscach w tej witrynie zalecają używanie adb w połączeniu z argumentem setprop do debugowania niektórych aspektów Androida. W systemie Android 7.xi starszym nazwy właściwości miały limit długości 32 znaków. Oznaczało to, że aby utworzyć właściwość zawijania z nazwą aplikacji, konieczne było obcięcie nazwy w celu dopasowania. W systemie Android 8.0 i nowszych limit ten jest znacznie większy i nie powinien wymagać obcinania.

Ta strona zawiera podstawowe informacje dotyczące zrzutów awaryjnych znalezionych w danych wyjściowych programu Logcat. Inne strony zawierają znacznie więcej szczegółów na temat diagnozowania natywnych awarii , eksploracji usług systemowych za pomocą dumpsys , przeglądania pamięci natywnej , sieci i użycia pamięci RAM , używania AddressSanitizer do wykrywania błędów pamięci w kodzie natywnym, oceny problemów z wydajnością (w tym systrace ) i używania debuggerów .

Wysypiska śmieci i nagrobki

Po uruchomieniu dynamicznie połączonego pliku wykonywalnego rejestrowanych jest kilka programów obsługi sygnału, które w przypadku awarii powodują zapisanie podstawowego zrzutu awaryjnego do logcat i zapisanie bardziej szczegółowego pliku reliktu do /data/tombstones/ . Tombstone to plik z dodatkowymi danymi na temat procesu, który uległ awarii. W szczególności zawiera ślady stosu dla wszystkich wątków w procesie awarii (nie tylko wątku, który przechwycił sygnał), pełną mapę pamięci i listę wszystkich otwartych deskryptorów plików.

Przed Androidem 8.0 awarie były obsługiwane przez demony debuggerd i debuggerd64 . W systemie Android 8.0 i nowszych, crash_dump32 i crash_dump64crash_dump64 w razie potrzeby.

Wywrotka awaryjna może się podłączyć tylko wtedy, gdy nic innego nie jest już podłączone, co oznacza, że ​​użycie narzędzi takich jak strace lub lldb zapobiega występowaniu zrzutów lldb .

Przykładowe dane wyjściowe (z usuniętymi sygnaturami czasowymi i zbędnymi informacjami):

*** *** *** *** *** *** *** *** *** *** *** *** *** *** *** ***
Build fingerprint: 'Android/aosp_angler/angler:7.1.1/NYC/enh12211018:eng/test-keys'
Revision: '0'
ABI: 'arm'
pid: 17946, tid: 17949, name: crasher  >>> crasher <<<
signal 11 (SIGSEGV), code 1 (SEGV_MAPERR), fault addr 0xc
    r0 0000000c  r1 00000000  r2 00000000  r3 00000000
    r4 00000000  r5 0000000c  r6 eccdd920  r7 00000078
    r8 0000461a  r9 ffc78c19  sl ab209441  fp fffff924
    ip ed01b834  sp eccdd800  lr ecfa9a1f  pc ecfd693e  cpsr 600e0030

backtrace:
    #00 pc 0004793e  /system/lib/libc.so (pthread_mutex_lock+1)
    #01 pc 0001aa1b  /system/lib/libc.so (readdir+10)
    #02 pc 00001b91  /system/xbin/crasher (readdir_null+20)
    #03 pc 0000184b  /system/xbin/crasher (do_action+978)
    #04 pc 00001459  /system/xbin/crasher (thread_callback+24)
    #05 pc 00047317  /system/lib/libc.so (_ZL15__pthread_startPv+22)
    #06 pc 0001a7e5  /system/lib/libc.so (__start_thread+34)
Tombstone written to: /data/tombstones/tombstone_06

Ostatni wiersz danych wyjściowych podaje lokalizację pełnego reliktu na dysku.

Jeśli masz dostępne niepowiązane pliki binarne, możesz uzyskać bardziej szczegółowe development/scripts/stack z informacją o numerze linii, wklejając stos w development/scripts/stack :

development/scripts/stack

Wskazówka: dla wygody, jeśli uruchomiłeś lunch , stack jest już na Twojej $PATH więc nie musisz podawać pełnej ścieżki.

Przykładowe dane wyjściowe (na podstawie powyższego wyjścia logcat):

Reading native crash info from stdin
03-02 23:53:49.477 17951 17951 F DEBUG   : *** *** *** *** *** *** *** *** *** *** *** *** *** *** *** ***
03-02 23:53:49.477 17951 17951 F DEBUG   : Build fingerprint: 'Android/aosp_angler/angler:7.1.1/NYC/enh12211018:eng/test-keys'
03-02 23:53:49.477 17951 17951 F DEBUG   : Revision: '0'
03-02 23:53:49.477 17951 17951 F DEBUG   : ABI: 'arm'
03-02 23:53:49.478 17951 17951 F DEBUG   : pid: 17946, tid: 17949, name: crasher  >>> crasher <<<
03-02 23:53:49.478 17951 17951 F DEBUG   : signal 11 (SIGSEGV), code 1 (SEGV_MAPERR), fault addr 0xc
03-02 23:53:49.478 17951 17951 F DEBUG   :     r0 0000000c  r1 00000000  r2 00000000  r3 00000000
03-02 23:53:49.478 17951 17951 F DEBUG   :     r4 00000000  r5 0000000c  r6 eccdd920  r7 00000078
03-02 23:53:49.478 17951 17951 F DEBUG   :     r8 0000461a  r9 ffc78c19  sl ab209441  fp fffff924
03-02 23:53:49.478 17951 17951 F DEBUG   :     ip ed01b834  sp eccdd800  lr ecfa9a1f  pc ecfd693e  cpsr 600e0030
03-02 23:53:49.491 17951 17951 F DEBUG   :
03-02 23:53:49.491 17951 17951 F DEBUG   : backtrace:
03-02 23:53:49.492 17951 17951 F DEBUG   :     #00 pc 0004793e  /system/lib/libc.so (pthread_mutex_lock+1)
03-02 23:53:49.492 17951 17951 F DEBUG   :     #01 pc 0001aa1b  /system/lib/libc.so (readdir+10)
03-02 23:53:49.492 17951 17951 F DEBUG   :     #02 pc 00001b91  /system/xbin/crasher (readdir_null+20)
03-02 23:53:49.492 17951 17951 F DEBUG   :     #03 pc 0000184b  /system/xbin/crasher (do_action+978)
03-02 23:53:49.492 17951 17951 F DEBUG   :     #04 pc 00001459  /system/xbin/crasher (thread_callback+24)
03-02 23:53:49.492 17951 17951 F DEBUG   :     #05 pc 00047317  /system/lib/libc.so (_ZL15__pthread_startPv+22)
03-02 23:53:49.492 17951 17951 F DEBUG   :     #06 pc 0001a7e5  /system/lib/libc.so (__start_thread+34)
03-02 23:53:49.492 17951 17951 F DEBUG   :     Tombstone written to: /data/tombstones/tombstone_06
Reading symbols from /huge-ssd/aosp-arm64/out/target/product/angler/symbols
Revision: '0'
pid: 17946, tid: 17949, name: crasher  >>> crasher <<<
signal 11 (SIGSEGV), code 1 (SEGV_MAPERR), fault addr 0xc
     r0 0000000c  r1 00000000  r2 00000000  r3 00000000
     r4 00000000  r5 0000000c  r6 eccdd920  r7 00000078
     r8 0000461a  r9 ffc78c19  sl ab209441  fp fffff924
     ip ed01b834  sp eccdd800  lr ecfa9a1f  pc ecfd693e  cpsr 600e0030
Using arm toolchain from: /huge-ssd/aosp-arm64/prebuilts/gcc/linux-x86/arm/arm-linux-androideabi-4.9/bin/

Stack Trace:
  RELADDR   FUNCTION                   FILE:LINE
  0004793e  pthread_mutex_lock+2       bionic/libc/bionic/pthread_mutex.cpp:515
  v------>  ScopedPthreadMutexLocker   bionic/libc/private/ScopedPthreadMutexLocker.h:27
  0001aa1b  readdir+10                 bionic/libc/bionic/dirent.cpp:120
  00001b91  readdir_null+20            system/core/debuggerd/crasher.cpp:131
  0000184b  do_action+978              system/core/debuggerd/crasher.cpp:228
  00001459  thread_callback+24         system/core/debuggerd/crasher.cpp:90
  00047317  __pthread_start(void*)+22  bionic/libc/bionic/pthread_create.cpp:202 (discriminator 1)
  0001a7e5  __start_thread+34          bionic/libc/bionic/clone.cpp:46 (discriminator 1)

Możesz użyć stack na całym nagrobku. Przykład:

stack < FS/data/tombstones/tombstone_05

Jest to przydatne, jeśli właśnie rozpakowałeś raport o błędzie w bieżącym katalogu. Aby uzyskać więcej informacji na temat diagnozowania awarii natywnych i nagrobków, zobacz Diagnozowanie awarii natywnych .

Pobieranie śladu / reliktu stosu z uruchomionego procesu

Możesz użyć narzędzia debuggerd , aby uzyskać zrzut stosu z uruchomionego procesu. Z wiersza poleceń wywołaj debuggerd przy użyciu identyfikatora procesu (PID), aby zrzucić pełny relikt na standardowe stdout . Aby uzyskać tylko stos dla każdego wątku w procesie, należy --backtrace flagę -b lub --backtrace .

Zrozumienie złożonego odprężenia

Kiedy aplikacja ulega awarii, stos jest dość złożony. Poniższy szczegółowy przykład podkreśla wiele zawiłości:

    #00 pc 00000000007e6918  /system/priv-app/Velvet/Velvet.apk (offset 0x346b000)
    #01 pc 00000000001845cc  /system/priv-app/Velvet/Velvet.apk (offset 0x346b000)
    #02 pc 00000000001847e4  /system/priv-app/Velvet/Velvet.apk (offset 0x346b000)
    #03 pc 00000000001805c0  /system/priv-app/Velvet/Velvet.apk (offset 0x346b000) (Java_com_google_speech_recognizer_AbstractRecognizer_nativeRun+176)

Ramki od 00 do 03 pochodzą z natywnego kodu JNI, który był przechowywany nieskompresowany w pliku APK, aby zaoszczędzić miejsce na dysku, a nie był rozpakowywany do oddzielnego pliku .so . Odwijacz stosu w systemie Android 9 i nowszych nie potrzebuje wyodrębnionego pliku .so , aby poradzić sobie z tym typowym przypadkiem specyficznym dla systemu Android.

Ramki # 00– # 02 nie mają nazw symboli, ponieważ zostały usunięte przez programistę.

Ramka # 03 pokazuje, że tam, gdzie symbole są dostępne, odwijak ich używa.

    #04 pc 0000000000117550  /data/dalvik-cache/arm64/system@priv-app@Velvet@Velvet.apk@classes.dex (offset 0x108000) (com.google.speech.recognizer.AbstractRecognizer.nativeRun+160)

Ramka nr 04 to skompilowany wcześniej kod Java. Stary odwijak zatrzymałby się tutaj, nie mogąc się rozwinąć za pośrednictwem Javy.

    #05 pc 0000000000559f88  /system/lib64/libart.so (art_quick_invoke_stub+584)
    #06 pc 00000000000ced40  /system/lib64/libart.so (art::ArtMethod::Invoke(art::Thread*, unsigned int*, unsigned int, art::JValue*, char const*)+200)
    #07 pc 0000000000280cf0  /system/lib64/libart.so (art::interpreter::ArtInterpreterToCompiledCodeBridge(art::Thread*, art::ArtMethod*, art::ShadowFrame*, unsigned short, art::JValue*)+344)
    #08 pc 000000000027acac  /system/lib64/libart.so (bool art::interpreter::DoCall<false, false>(art::ArtMethod*, art::Thread*, art::ShadowFrame&, art::Instruction const*, unsigned short, art::JValue*)+948)
    #09 pc 000000000052abc0  /system/lib64/libart.so (MterpInvokeDirect+296)
    #10 pc 000000000054c614  /system/lib64/libart.so (ExecuteMterpImpl+14484)

Ramki od 05 do 10 pochodzą z implementacji interpretera ART. Odwijacz stosu w wersjach wcześniejszych niż Android 9 pokazałby te ramki bez kontekstu ramki nr 11 wyjaśniającego, jaki kod interpretuje interpreter. Te ramki są przydatne, jeśli debugujesz sam ART. Jeśli debugujesz aplikację, możesz je zignorować. Niektóre narzędzia, takie jak simpleperf , automatycznie pomijają te ramki.

    #11 pc 00000000001992d6  /system/priv-app/Velvet/Velvet.apk (offset 0x26cf000) (com.google.speech.recognizer.AbstractRecognizer.run+18)

Ramka nr 11 to interpretowany kod Java.

    #12 pc 00000000002547a8  /system/lib64/libart.so (_ZN3art11interpreterL7ExecuteEPNS_6ThreadERKNS_20CodeItemDataAccessorERNS_11ShadowFrameENS_6JValueEb.llvm.780698333+496)
    #13 pc 000000000025a328  /system/lib64/libart.so (art::interpreter::ArtInterpreterToInterpreterBridge(art::Thread*, art::CodeItemDataAccessor const&, art::ShadowFrame*, art::JValue*)+216)
    #14 pc 000000000027ac90  /system/lib64/libart.so (bool art::interpreter::DoCall<false, false>(art::ArtMethod*, art::Thread*, art::ShadowFrame&, art::Instruction const*, unsigned short, art::JValue*)+920)
    #15 pc 0000000000529880  /system/lib64/libart.so (MterpInvokeVirtual+584)
    #16 pc 000000000054c514  /system/lib64/libart.so (ExecuteMterpImpl+14228)

Ramki od 12 do 16 to sama implementacja interpretera.

    #17 pc 00000000002454a0  /system/priv-app/Velvet/Velvet.apk (offset 0x1322000) (com.google.android.apps.gsa.speech.e.c.c.call+28)

Ramka nr 17 to interpretowany kod Java. Ta metoda Java odpowiada ramkom interpretera od 12 do 16.

    #18 pc 00000000002547a8  /system/lib64/libart.so (_ZN3art11interpreterL7ExecuteEPNS_6ThreadERKNS_20CodeItemDataAccessorERNS_11ShadowFrameENS_6JValueEb.llvm.780698333+496)
    #19 pc 0000000000519fd8  /system/lib64/libart.so (artQuickToInterpreterBridge+1032)
    #20 pc 00000000005630fc  /system/lib64/libart.so (art_quick_to_interpreter_bridge+92)

Ramki od 18 do 20 to sama maszyna wirtualna, kod do przejścia od skompilowanego kodu Java do zinterpretowanego kodu Java.

    #21 pc 00000000002ce44c  /system/framework/arm64/boot.oat (offset 0xdc000) (java.util.concurrent.FutureTask.run+204)

Ramka # 21 to skompilowana metoda Java, która wywołuje metodę Java w # 17.

    #22 pc 0000000000559f88  /system/lib64/libart.so (art_quick_invoke_stub+584)
    #23 pc 00000000000ced40  /system/lib64/libart.so (art::ArtMethod::Invoke(art::Thread*, unsigned int*, unsigned int, art::JValue*, char const*)+200)
    #24 pc 0000000000280cf0  /system/lib64/libart.so (art::interpreter::ArtInterpreterToCompiledCodeBridge(art::Thread*, art::ArtMethod*, art::ShadowFrame*, unsigned short, art::JValue*)+344)
    #25 pc 000000000027acac  /system/lib64/libart.so (bool art::interpreter::DoCall<false, false>(art::ArtMethod*, art::Thread*, art::ShadowFrame&, art::Instruction const*, unsigned short, art::JValue*)+948)
    #26 pc 0000000000529880  /system/lib64/libart.so (MterpInvokeVirtual+584)
    #27 pc 000000000054c514  /system/lib64/libart.so (ExecuteMterpImpl+14228)

Ramki od 22 do 27 to implementacja interpretera, która powoduje wywołanie metody z zinterpretowanego kodu do skompilowanej metody.

    #28 pc 00000000003ed69e  /system/priv-app/Velvet/Velvet.apk (com.google.android.apps.gsa.shared.util.concurrent.b.e.run+22)

Ramka nr 28 to interpretowany kod Java.

    #29 pc 00000000002547a8  /system/lib64/libart.so (_ZN3art11interpreterL7ExecuteEPNS_6ThreadERKNS_20CodeItemDataAccessorERNS_11ShadowFrameENS_6JValueEb.llvm.780698333+496)
    #30 pc 0000000000519fd8  /system/lib64/libart.so (artQuickToInterpreterBridge+1032)
    #31 pc 00000000005630fc  /system/lib64/libart.so (art_quick_to_interpreter_bridge+92)

Ramki 29–31 to kolejne przejście między kodem skompilowanym a kodem zinterpretowanym.

    #32 pc 0000000000329284  /system/framework/arm64/boot.oat (offset 0xdc000) (java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor.runWorker+996)
    #33 pc 00000000003262a0  /system/framework/arm64/boot.oat (offset 0xdc000) (java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor$Worker.run+64)
    #34 pc 00000000002037e8  /system/framework/arm64/boot.oat (offset 0xdc000) (java.lang.Thread.run+72)

Ramki od 32 do 34 to skompilowane ramki Java wywołujące się bezpośrednio. W tym przypadku natywny stos wywołań jest taki sam jak stos wywołań Java.

    #35 pc 0000000000559f88  /system/lib64/libart.so (art_quick_invoke_stub+584)
    #36 pc 00000000000ced40  /system/lib64/libart.so (art::ArtMethod::Invoke(art::Thread*, unsigned int*, unsigned int, art::JValue*, char const*)+200)
    #37 pc 0000000000280cf0  /system/lib64/libart.so (art::interpreter::ArtInterpreterToCompiledCodeBridge(art::Thread*, art::ArtMethod*, art::ShadowFrame*, unsigned short, art::JValue*)+344)
    #38 pc 000000000027acac  /system/lib64/libart.so (bool art::interpreter::DoCall<false, false>(art::ArtMethod*, art::Thread*, art::ShadowFrame&, art::Instruction const*, unsigned short, art::JValue*)+948)
    #39 pc 0000000000529f10  /system/lib64/libart.so (MterpInvokeSuper+1408)
    #40 pc 000000000054c594  /system/lib64/libart.so (ExecuteMterpImpl+14356)

Ramki od 35 do 40 są samym tłumaczem.

    #41 pc 00000000003ed8e0  /system/priv-app/Velvet/Velvet.apk (com.google.android.apps.gsa.shared.util.concurrent.b.i.run+20)

Ramka nr 41 to interpretowany kod Java.

    #42 pc 00000000002547a8  /system/lib64/libart.so (_ZN3art11interpreterL7ExecuteEPNS_6ThreadERKNS_20CodeItemDataAccessorERNS_11ShadowFrameENS_6JValueEb.llvm.780698333+496)
    #43 pc 0000000000519fd8  /system/lib64/libart.so (artQuickToInterpreterBridge+1032)
    #44 pc 00000000005630fc  /system/lib64/libart.so (art_quick_to_interpreter_bridge+92)
    #45 pc 0000000000559f88  /system/lib64/libart.so (art_quick_invoke_stub+584)
    #46 pc 00000000000ced40  /system/lib64/libart.so (art::ArtMethod::Invoke(art::Thread*, unsigned int*, unsigned int, art::JValue*, char const*)+200)
    #47 pc 0000000000460d18  /system/lib64/libart.so (art::(anonymous namespace)::InvokeWithArgArray(art::ScopedObjectAccessAlreadyRunnable const&, art::ArtMethod*, art::(anonymous namespace)::ArgArray*, art::JValue*, char const*)+104)
    #48 pc 0000000000461de0  /system/lib64/libart.so (art::InvokeVirtualOrInterfaceWithJValues(art::ScopedObjectAccessAlreadyRunnable const&, _jobject*, _jmethodID*, jvalue*)+424)
    #49 pc 000000000048ccb0  /system/lib64/libart.so (art::Thread::CreateCallback(void*)+1120)

Ramki od 42 do 49 to sama maszyna wirtualna. Tym razem jest to kod, który uruchamia Javę w nowym wątku.

    #50 pc 0000000000082e24  /system/lib64/libc.so (__pthread_start(void*)+36)
    #51 pc 00000000000233bc  /system/lib64/libc.so (__start_thread+68)

Ramki od 50 do 51 pokazują, jak powinny zaczynać się wszystkie wątki. To jest kod startowy nowego wątku libc .