【鸿蒙OH实战开发】APP性能监控之CppCrash故障定位

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简介

CppCrash是C/C++运行时崩溃，包括空指针异常、数组越界异常、栈溢出异常等。HarmonyOS系统针对这一类故障，基于系统级DFX能力，能够进行检测并生成故障日志，生成在/data/log/faultlog/faultlogger系统目录下，在DevEcoStudio中的Faultlog工具栏也能进行汇总显示。

CppCrash故障日志

日志格式和日志获取

CppCrash日志格式可参考 《日志格式》 。CppCrash故障根据报错场景可以分为运行态CppCrash故障和开发态CppCrash故障。

在开发态下，DevEco Studio会收集CppCrash、App Freeze、JS Crash、System Freeze、ASan的崩溃日志到FaultLog下，开发者可以通过FaultLog的CppCrash日志、ASAN日志定位问题的具体原因。此外，开发者可以自行获取/data/log/faultlog/faultlogger下的日志再进行分析。

在运行态下，开发者需要提前开通崩溃服务，收集运行状态下的CppCrash，具体步骤如下所示：

1. 开发者需要在 AGC 提前创建项目和应用，详细创建步骤可以参考创建项目与应用。
2. 在AGC上开通崩溃服务，详细的操作步骤可以参考开通HarmonyOS应用的服务。
3. 添加配置文件，将配置文件添加到工程目录并集成AGC插件，AGC插件可以自动将您在AGC上的应用信息加载到开发环境，详情可参考添加配置文件。
4. 添加配置文件后，需要在DevEco Studio项目中配置SDK依赖，详情可参考集成SDK。
5. 配置完成后，需要测试崩溃服务是否正常运行，详情可以参考测试崩溃实现。
6. 具体的崩溃日志，可以在“AGC->我的项目->崩溃”中找到详细日志，进而分析异常报错问题。

crash信号分类

进程崩溃基于Linux信号机制，目前主要支持对以下崩溃异常信号的处理：

表1 当前系统支持的崩溃异常信号表

信号值	信号	解释	触发原因
4	SIGILL	非法指令	执行了非法指令、格式错误、未知或特权指令，通常是因为可执行文件本身出现错误，或者试图执行数据段，堆栈溢出时也有可能产生这个信号。
5	SIGTRAP	断点或陷阱异常	由断点指令或其它trap指令产生。
6	SIGABRT	abort发出的信号	调用abort函数生成的信号。
7	SIGBUS	非法内存访问	非法地址，包括内存地址对齐（alignment）出错。比如访问一个四个字长的整数，但其地址不是4的倍数。它与SIGSEGV的区别在于后者是由于对合法存储地址的非法访问触发的（如访问不属于自己存储空间或只读存储空间）。
8	SIGFPE	浮点异常	在发生致命的算术运算错误时发出，不仅包括浮点运算错误，还包括溢出及除数为0等其它所有的算术的错误。
11	SIGSEGV	无效内存访问	试图访问未分配给自己的内存，或试图往没有写权限的内存地址写数据。
16	SIGSTKFLT	栈溢出	堆栈溢出。
31	SIGSYS	系统调用异常	非法的系统调用（Seccomp 限制）

CppCrash故障定位

辅助工具介绍

（1）反编译addr2line

Linux下addr2line命令用于将程序指令地址转换为所对应的函数名、以及函数所在的源文件名和行号。在问题定位时，可以使用llvm-addr2line.exe来替换addr2line，其对应的路径在"SDK安装路径\版本路径\base\native\llvm\bin"下，使用时可以参考以下命令。其中，libentry.so是报错的动态链接库，0000000000001c14是报错的内存地址。

llvm-addr2line.exe -a -C -i -f -e xxx\...\libentry.so 0000000000001c14

表2 参数说明

参数	功能描述
-C	去除名称修饰
-f	在反汇编结果中显示函数名
-a	显示内存地址
-i	解开内联函数
-e	指定待还原的so的路径

（2）反汇编objdump

objdump可以用来显示二进制文件的信息，它可以进行反汇编用于观察内存异常。在问题定位时，可以使用llvm-objdump.exe来替换objdump，其对应的路径在"SDK安装路径\版本路径\base\native\llvm\bin"下，使用时可以参考以下命令。其中，libentry.so是需要反汇编的动态链接库，text.txt用于存储反汇编的代码。

llvm-objdump.exe -S -d xxx\...\libentry.so > text.txt

**表3 **参数说明

选项	功能说明
-C	将低级符号名称解码（解映射）为用户级名称。除了删除系统预置的任何初始下划线外，这还使C++函数名可读。不同的编译器有不同的篡改样式。可选的 demangling 样式参数可用于为编译器选择适当的 demangling style 。
-d	显示 objfile 中机器指令的汇编助记符。此选项仅反汇编那些预期包含指令的部分。
-D	像 -d 一样，但反汇编所有部分的内容，而不仅仅是那些预期包含指令的部分。
-F	在反汇编 sections 时，无论何时显示符号，都要显示要转储的数据区域的文件偏移量。如果跳过了零，那么当反汇编恢复时，告诉用户跳过了多少个零，以及反汇编恢复位置的文件偏移量。转储节时，显示转储开始位置的文件偏移量。0000000000000665 (File Offset: 0x665): so 共享库的某个反汇编函数入口000000000040052d (File Offset: 0x52d): 可执行文件的某个反汇编函数入口
-l	用与显示的目标代码或重定位相对应的文件名和源行号标记显示（使用调试信息）
-S	如果可能的话（有调试信息），显示混合了反汇编的源代码。

（3）ASan

ASan（Address-Sanitizer）是内存检测的工具，用于发现内存飞踩第一现场，DevEco Studio已集成ASan为开发者提供面向C/C++的地址越界检测能力。ASan可以解决一些踩内存导致的异常crash的补充手段，对于一些明显不可能crash的场景可以尝试开启ASan。

CppCrash故障定位方法

CppCrash常用故障定位分为本地环境定位和系统环境定位，其主要的定位思路类似，详细的定位方法如下所示：

（1）找出问题必现条件，复现问题场景；

（2）先开多线程检测配置，排查多线程安全问题；

先打开多线程检测配置，确认问题是否属于多线程安全问题，若打开多线程检测配置之后还是报当前错误栈，则进行下一步排查。打开开关的hdc指令为：

hdc shell param set persist.ark.properties 0x107c 
hdc shell reboot

说明
persist.ark.properties的默认值为0x105c（即关闭状态）。

（3）根据信号和错误码初步推断crash原因。如下图所示，错误原因为SIGSEGV(SEGV_ACCERR)，说明是xmlparser崩溃相关原因。

（4）根据堆栈信息找出报错的栈顶函数。

如下图所示，在开发态发生CppCrash时，在本地环境的DevEco Studio中，Native栈帧和JS栈帧可以通过蓝色链接直接跳转到对应的代码行。

在运行态下，开发者可以找到报错的日志，根据对应的报错日志使用llvm_addr2line解析出栈帧的对应的代码行号。案例如下所示。

说明
使用addr2line后，如果得出的行号看起来不是很正确，可以考虑对地址进行微调(如减1)，或者考虑关闭一些编译优化，已知使用LTO（Link Time Optimization）的二进制可能无法正确获得行号。

（5）若无法定位出具体原因，可以使用llvm-objdump反汇编代码，再进一步进行分析。

分析反汇编可参考以下步骤：

1. 执行反汇编命令，找到报错的汇编代码；
2. 追踪汇编代码中，寄存器数据的来源，确定导致程序出错的那部分代码。
3. 结合报错信息和寄存器数据，推断程序报错的原因。
4. 根据对报错原因的分析，进行代码修正或优化，以解决程序出错的问题。

（6）如果有理论上不应该发生堆栈报错，可以考虑开启ASan，再根据ASan定位分析具体原因。

如下所示，发生crash后&#