Android 如何解读 Native 崩溃栈信息

在开始本篇正文之前，希望你对 ELF 格式的文件有基本的了解，如果没有相关的了解，可能对阅读本篇文章有一些困难，我之前写过相应的文章，不懂 ELF 格式的可以看看：

关于 ELF 格式文件的笔记（一）
关于 ELF 格式文件的笔记（二）
关于 ELF 格式文件的笔记（三）

大部分的 Android 开发者使用的主要语言都是 Kotlin / Java，他们的崩溃栈信息非常清晰，页非常好定位到问题，如果是线上的崩溃通常还会对类名进行混淆，还需要一个混淆文件对堆栈翻译一下就能够得到源码中的类名。

但是很多人对 C/C++ 的崩溃栈就无能为力了，今天这篇文章就来扒一扒 Native 的崩溃栈信息。

Native 崩溃栈信息

我们经常能够看到有类似下面的 Native 崩溃信息：

shell 复制代码

Fatal signal 6 (SIGABRT), code -1 (SI_QUEUE) in tid 17356 (tMediaPlayerDec), pid 15253 (ediaplayer.demo)
pid: 15253, tid: 17356, name: tMediaPlayerDec  >>> com.tans.tmediaplayer.demo <<<

#01 pc 000000000001bd2c  /data/app/~~fIT1aTQ88Pxdg1-7Ax4AXQ==/com.tans.tmediaplayer.demo-8WVpgXB0od_2YBBfM4FnZQ==/lib/arm64/libtmediaplayer.so
#02 pc 000000000001ba98  /data/app/~~fIT1aTQ88Pxdg1-7Ax4AXQ==/com.tans.tmediaplayer.demo-8WVpgXB0od_2YBBfM4FnZQ==/lib/arm64/libtmediaplayer.so
#03 pc 000000000001b878  /data/app/~~fIT1aTQ88Pxdg1-7Ax4AXQ==/com.tans.tmediaplayer.demo-8WVpgXB0od_2YBBfM4FnZQ==/lib/arm64/libtmediaplayer.so
#04 pc 000000000001b878  /data/app/~~fIT1aTQ88Pxdg1-7Ax4AXQ==/com.tans.tmediaplayer.demo-8WVpgXB0od_2YBBfM4FnZQ==/lib/arm64/libtmediaplayer.so
#05 pc 000000000001b878  /data/app/~~fIT1aTQ88Pxdg1-7Ax4AXQ==/com.tans.tmediaplayer.demo-8WVpgXB0od_2YBBfM4FnZQ==/lib/arm64/libtmediaplayer.so
#06 pc 000000000001b878  /data/app/~~fIT1aTQ88Pxdg1-7Ax4AXQ==/com.tans.tmediaplayer.demo-8WVpgXB0od_2YBBfM4FnZQ==/lib/arm64/libtmediaplayer.so
#07 pc 000000000001b878  /data/app/~~fIT1aTQ88Pxdg1-7Ax4AXQ==/com.tans.tmediaplayer.demo-8WVpgXB0od_2YBBfM4FnZQ==/lib/arm64/libtmediaplayer.so
#08 pc 000000000001cf08  /data/app/~~fIT1aTQ88Pxdg1-7Ax4AXQ==/com.tans.tmediaplayer.demo-8WVpgXB0od_2YBBfM4FnZQ==/lib/arm64/libtmediaplayer.so (Java_com_tans_tmediaplayer_tMediaPlayer_decodeNative+52) (BuildId: 58ab2061a06db613d9c3ca66a214872ad88636f7)
#11 pc 000000000000952c  [anon:dalvik-classes5.dex extracted in memory from /data/app/~~fIT1aTQ88Pxdg1-7Ax4AXQ==/com.tans.tmediaplayer.demo-8WVpgXB0od_2YBBfM4FnZQ==/base.apk!classes5.dex] (com.tans.tmediaplayer.tMediaPlayer.decodeNativeInternal$tmediaplayer_debug+0)
#13 pc 00000000000057f6  [anon:dalvik-classes5.dex extracted in memory from /data/app/~~fIT1aTQ88Pxdg1-7Ax4AXQ==/com.tans.tmediaplayer.demo-8WVpgXB0od_2YBBfM4FnZQ==/base.apk!classes5.dex] (com.tans.tmediaplayer.tMediaPlayerDecoder$decoderHandler$2$1.dispatchMessage+850)

Native 中的崩溃是通过系统信号来实现的，比如我们上面的异常信号就是 SIGABRT，Android 的进程在启动时就会添加一个 SignalCatcher，来捕获信号，不同的信号有不同的处理方式，SIGABRT 就是会直接退出程序，也就是我们常说的崩溃，Android 中还有一个非常重要的信号就是 SIGQUIT，在 Android 中表示发生了 ANR，默认的处理逻辑是 dump 栈信息和内存 GC 相关的信息到本地文件。

好了这里说得有点远了，回到上面的问题，我们刚开始看到上面的数据可能有点懵逼，pc 后面有一串 16 进制的数字表示程序计数器的位置（简单理解就是执行的机器码对应的位置），后面的文件表示崩溃的栈中相关的 .so 动态链接库。但是你又要说了，这一串地址谁能够看出什么问题啊？🤔️ 你先不要急，通常线上的用户崩溃看到的栈是这样的，因为 Android 的 Release 包默认会抹掉一部分叫做符号表的东西，如果你看过我上面的文章你就会豁然开朗，这个符号表描述了指令地址和对应方法或者变量的映射（方法名，全局变量名都是符号），通常我们用的别人的 .so 包也会抹掉符号表（这可能就是不想让你看，起到了一个混淆作用），少了一个表在线上的运行中性能会更加好（至少这部分内存不用消耗了）。

通常我们自己打的 Debug 包就没有抹掉符号表，如果是有符号表信息，我们看到的上面异常信息通常是下面这样的：

shell 复制代码

Fatal signal 6 (SIGABRT), code -1 (SI_QUEUE) in tid 17356 (tMediaPlayerDec), pid 15253 (ediaplayer.demo)
pid: 15253, tid: 17356, name: tMediaPlayerDec  >>> com.tans.tmediaplayer.demo <<<

#01 pc 000000000001bd2c  /data/app/~~fIT1aTQ88Pxdg1-7Ax4AXQ==/com.tans.tmediaplayer.demo-8WVpgXB0od_2YBBfM4FnZQ==/lib/arm64/libtmediaplayer.so (tMediaPlayerContext::parseDecodeAudioFrameToBuffer(tMediaDecodeBuffer*)+464) (BuildId: 58ab2061a06db613d9c3ca66a214872ad88636f7)
#02 pc 000000000001ba98  /data/app/~~fIT1aTQ88Pxdg1-7Ax4AXQ==/com.tans.tmediaplayer.demo-8WVpgXB0od_2YBBfM4FnZQ==/lib/arm64/libtmediaplayer.so (tMediaPlayerContext::decode(tMediaDecodeBuffer*)+1076) (BuildId: 58ab2061a06db613d9c3ca66a214872ad88636f7)
#03 pc 000000000001b878  /data/app/~~fIT1aTQ88Pxdg1-7Ax4AXQ==/com.tans.tmediaplayer.demo-8WVpgXB0od_2YBBfM4FnZQ==/lib/arm64/libtmediaplayer.so (tMediaPlayerContext::decode(tMediaDecodeBuffer*)+532) (BuildId: 58ab2061a06db613d9c3ca66a214872ad88636f7)
#04 pc 000000000001b878  /data/app/~~fIT1aTQ88Pxdg1-7Ax4AXQ==/com.tans.tmediaplayer.demo-8WVpgXB0od_2YBBfM4FnZQ==/lib/arm64/libtmediaplayer.so (tMediaPlayerContext::decode(tMediaDecodeBuffer*)+532) (BuildId: 58ab2061a06db613d9c3ca66a214872ad88636f7)
#05 pc 000000000001b878  /data/app/~~fIT1aTQ88Pxdg1-7Ax4AXQ==/com.tans.tmediaplayer.demo-8WVpgXB0od_2YBBfM4FnZQ==/lib/arm64/libtmediaplayer.so (tMediaPlayerContext::decode(tMediaDecodeBuffer*)+532) (BuildId: 58ab2061a06db613d9c3ca66a214872ad88636f7)
#06 pc 000000000001b878  /data/app/~~fIT1aTQ88Pxdg1-7Ax4AXQ==/com.tans.tmediaplayer.demo-8WVpgXB0od_2YBBfM4FnZQ==/lib/arm64/libtmediaplayer.so (tMediaPlayerContext::decode(tMediaDecodeBuffer*)+532) (BuildId: 58ab2061a06db613d9c3ca66a214872ad88636f7)
#07 pc 000000000001b878  /data/app/~~fIT1aTQ88Pxdg1-7Ax4AXQ==/com.tans.tmediaplayer.demo-8WVpgXB0od_2YBBfM4FnZQ==/lib/arm64/libtmediaplayer.so (tMediaPlayerContext::decode(tMediaDecodeBuffer*)+532) (BuildId: 58ab2061a06db613d9c3ca66a214872ad88636f7)
#08 pc 000000000001cf08  /data/app/~~fIT1aTQ88Pxdg1-7Ax4AXQ==/com.tans.tmediaplayer.demo-8WVpgXB0od_2YBBfM4FnZQ==/lib/arm64/libtmediaplayer.so (Java_com_tans_tmediaplayer_tMediaPlayer_decodeNative+52) (BuildId: 58ab2061a06db613d9c3ca66a214872ad88636f7)
#11 pc 000000000000952c  [anon:dalvik-classes5.dex extracted in memory from /data/app/~~fIT1aTQ88Pxdg1-7Ax4AXQ==/com.tans.tmediaplayer.demo-8WVpgXB0od_2YBBfM4FnZQ==/base.apk!classes5.dex] (com.tans.tmediaplayer.tMediaPlayer.decodeNativeInternal$tmediaplayer_debug+0)
#13 pc 00000000000057f6  [anon:dalvik-classes5.dex extracted in memory from /data/app/~~fIT1aTQ88Pxdg1-7Ax4AXQ==/com.tans.tmediaplayer.demo-8WVpgXB0od_2YBBfM4FnZQ==/base.apk!classes5.dex] (com.tans.tmediaplayer.tMediaPlayerDecoder$decoderHandler$2$1.dispatchMessage+850)

你看这里就有调用所对应的方法了，因为我这里的 decode() 方法是递归调用的，所以你看到上面的栈中有多个，方法后面还有一个 +532 表示该地址离方法开始的地址的偏移量，如果你的 .so 文件里面还有 debug 信息，这个 +532 能够定位到某一行 C \ C++ 源码，其实就是每条指令都映射了某一行代码。

在 Android 的打包过程中如果你希望 Release 包也不要移除符号表信息，可以通过在 build.gradle 中添加以下配置来避免符号表被移除：

groovy 复制代码

// ...
packagingOptions {
    doNotStrip "*/arm64-v8a/*.so"
    doNotStrip "*/armeabi-v7a/*.so"
    doNotStrip "*/x86/*.so"
    doNotStrip "*/x86_64/*.so"
}
// ...

如果符号表被移除了那我们不是永远都不知道崩溃的方法是什么了？当然不是，被移除的符号会被保存到另外的文件中，线上的崩溃可以通过这个文件再次翻译成对应的方法。以下就是符号文件对应的路径：

它解压后如下：

他们也是 ELF 格式的文件，每个都对应了一个 .so 库。

那么我们怎么判断一个 .so 文件是不是有符号表呢？可以通过 file 命令查看：

text 复制代码

libtmediaplayer.so: ELF 64-bit LSB shared object, ARM aarch64, version 1 (SYSV), dynamically linked, BuildID[sha1]=58ab2061a06db613d9c3ca66a214872ad88636f7, with debug_info, not stripped

not stripped 就表示有符号表。

text 复制代码

libtmediaplayer.so: ELF 64-bit LSB shared object, ARM aarch64, version 1 (SYSV), dynamically linked, BuildID[sha1]=58ab2061a06db613d9c3ca66a214872ad88636f7, stripped

stripped 就表示没有符号表。

Tips: 如果你上架的应用没有这个符号表，Google Play 还会提醒你上传，Google Play 是可以帮你捕获 Native 崩溃的，它需要符号表解析这些地址信息。

符号表

我们了解 ELF 文件就知道，我们上面说的符号表就是本地符号表对应的就是 .symtab Section，这个表对我们的程序运行没有任何的影响，我们调用本地方法都是通过地址直接跳转，而不需要本地符号表。

还有一个符号表是 .dynsym，它是动态链接的符号表，这个表是供 ld.so 使用的，因为这里面的符号都是暴露给其他的程序调用的，ld.so 需要通过这个表去查询暴露给其他程序的符号的地址，所以不能删除。

我们可以通过 readelf -s [elf file] 读取符号表：

以下是有符号表的数据:

text 复制代码

Symbol table '.dynsym' contains 447 entries:
   Num:    Value          Size Type    Bind   Vis      Ndx Name
   // ...
   441: 000000000001c494    40 FUNC    GLOBAL DEFAULT   15 Java_com_tans_tmediaplayer_tMediaPlayer_durationNative
   442: 000000000001cac4   136 FUNC    GLOBAL DEFAULT   15 Java_com_tans_tmediaplayer_tMediaPlayer_getVideoFrameUBytesNative
   // ...

Symbol table '.symtab' contains 2470 entries:
   Num:    Value          Size Type    Bind   Vis      Ndx Name
  // ...
  2067: 000000000001ae20  2116 FUNC    GLOBAL DEFAULT   15 _ZN19tMediaPlayerContext29parseDecodeVideoFrameToBufferEP18tMediaDecodeBuffer
  // ...
  2086: 000000000001bef4    36 FUNC    WEAK   DEFAULT   15 _ZN18tMediaDecodeBufferC2Ev
  2087: 000000000001bf18    28 FUNC    WEAK   DEFAULT   15 _ZN17tMediaAudioBufferC2Ev
  2088: 000000000001bf34    80 FUNC    WEAK   DEFAULT   15 _ZN17tMediaVideoBufferC2Ev
  2089: 000000000001bf84   360 FUNC    GLOBAL DEFAULT   15 _Z16freeDecodeBufferP18tMediaDecodeBuffer
  2090: 000000000001c0ec   336 FUNC    GLOBAL DEFAULT   15 _ZN19tMediaPlayerContext7releaseEv
  // ...

如果没有本地符号表就只有以下信息（少了 .symtab）:

text 复制代码

Symbol table '.dynsym' contains 447 entries:
   Num:    Value          Size Type    Bind   Vis      Ndx Name
   // ...
   441: 000000000001c494    40 FUNC    GLOBAL DEFAULT   15 Java_com_tans_tmediaplayer_tMediaPlayer_durationNative
   442: 000000000001cac4   136 FUNC    GLOBAL DEFAULT   15 Java_com_tans_tmediaplayer_tMediaPlayer_getVideoFrameUBytesNative
   // ...

我们再来看看上面的那个崩溃栈地址 000000000001bd2c，我在反编译 .text 代码(.text Section 就是用来存储代码的，通过 objdump --dissassemble --section=.text [elf file] 命令可以反编译机器码到汇编) 后找到了这个地址所在的方法：

text 复制代码

000000000001bb5c: 
   1bb5c: ff 83 01 d1  	sub	sp, sp, #96
   // ...
   1bd2c: 11 7a 00 94  	bl	0x3a570 <abort@plt>
   1bd30: 44 79 00 94  	bl	0x3a240 <__stack_chk_fail@plt>

方法的指令有点长，我省略了大部分，我们看到 1bd2c 处调用了 abort() 方法，这个方法就是用来发送 SIGABORT 的，这是我测试时添加的，我们再来看看 1bb5c 在符号表中对应的是哪个符号，正好就是 _ZN19tMediaPlayerContext29parseDecodeVideoFrameToBufferEP18tMediaDecodeBuffer 方法，哈哈。

最后

本篇文章介绍了符号表，还通过崩溃栈中的地址，在符号表中去查询到了我们对应的方法，希望你对 Native 的崩溃信息和符号表有一个全新的认识。