android中打印调用栈

  1. Android中打印调用栈

包括C++/java/c

http://www.07net01.com/program/549412.html

打印堆栈是调试的常用方法,一般出现异常时,我们可以在跑出异常时也将堆栈情况打印出来,这样十分方便错误查找。另外实际上也有一个非常有用的功能:分析代码的行为。android代码太过庞大了,完全的静态分析经常是无从下手,因此通过打印堆栈的动态分析也十分必要。



Android打印堆栈的方法,简单归类一下 

1. zygote的堆栈dump

实际上这个可以同时dumpjava线程及native线程的堆栈,对于java线程,java堆栈和native堆栈都可以得到。

使用方法很简单,直接在adbshell窗口或串口中输入:

kill -3 <pid>

输出的trace会保存在/data/anr/traces.txt文件中。

如果需要在代码中,更容易控制堆栈的输出时机,可以用以下命令获取zygotecoredump:

Process.sendSignal(pid,
Process.SIGNAL_QUIT);

原理和命令行是一样的。

不过需要注意两点:

  1. adb shell可能会没有权限。

  2. android 4.2中关闭了nativethread的堆栈打印,详见dalvik/vm/Thread.cppdumpNativeThread方法:

    dvmPrintDebugMessage(target,
        "\"%s\" sysTid=%d nice=%d
sched=%d/%d cgrp=%s\n",
        name, tid, getpriority(PRIO_PROCESS,
tid),
        schedStats.policy, schedStats.priority,
schedStats.group);
    dumpSchedStat(target, tid);
    // Temporarily disabled collecting native
stacks from non-Dalvik
    // threads because sometimes they misbehave.
   
//dvmDumpNativeStack(target, tid);

不过对于大多数情况,可以直接将这个注释打开。

2. debuggerd的堆栈dump

debuggerdandroid的一个daemon进程,负责在进程出错异常时,将进程的运行时信息给dump出来供分析。debuggerdcoredump数据,被保存在/data/tombstone/目录下(名字取的也很形象,tombstone是墓碑的意思),共可保存10个文件,当超过10个时,会覆盖重写最早生产的文件。在4.2版本中,debuggerd同时也是一个工具明了,可以在不中断进程执行的情况下打印堆栈。使用方法是:

debuggerd -b <pid>



3. java代码中打印堆栈

Java代码打印堆栈比较简单,堆栈信息获取和输出,都可以通过Throwable类的方法实现。目前通用的做法是在java进程出现需要注意的异常时,打印堆栈,然后再决定退出或挽救。通常的方法是使用exceptionprintStackTrace()方法:

try {
 ...
} catch (RemoteException e) {
  e.printStackTrace();
  ...
}

当然也可以只打印堆栈不退出,这样就比较方便分析代码的动态运行情况。Java代码中插入堆栈打印的方法如下:

Log.d(TAG,Log.getStackTraceString(new
Throwable()));

 

4. C++代码中打印堆栈

C++也是支持异常处理的,异常处理库中,已经包含了获取backtrace的接口,Android也是利用这个接口来打印堆栈信息的。在AndroidC++中,已经集成了一个工具类CallStack,在libutils.so中。使用方法:

#include <utils/CallStack.h>
...
CallStack stack;
stack.update();
stack.dump(); 
 

使用方式比较简单。目前Andoid4.2版本已经将相关信息解析的很到位,符号表查找,demangle,偏移位置校正都做好了。

 

5. C代码中打印堆栈

C代码,尤其是底层C库,想要看到调用的堆栈信息,还是比较麻烦的。CallStack肯定是不能用,一是因为其实C++写的,需要重新封装才能在C中使用,而是底层库反调上层库的函数,会造成连接器循环依赖而无法链接。不过也不是没有办法,可以通过CallStack使用的unwind及符号函数来处理。

这里需要注意的是,为解决链接问题,最好使用dlopen方式,查找需要用到的接口再直接调用,这样会比较简单。如下为相关的实现代码,只需要在要打印的文件中插入此部分代码,然后调用getCallStack()即可,无需包含头文件和修改Android.mk文件:

#define MAX_DEPTH                       31
#define MAX_BACKTRACE_LINE_LENGTH   800
#define PATH "/system/lib/libcorkscrew.so"
 
typedef ssize_t (*unwindFn)(backtrace_frame_t*,
size_t, size_t);
typedef void (*unwindSymbFn)(const
backtrace_frame_t*, size_t, backtrace_symbol_t*);
typedef void
(*unwindSymbFreeFn)(backtrace_symbol_t*, size_t);
 
static void *gHandle = NULL;
 
static int getCallStack(void){
    ssize_t i = 0;
    ssize_t result = 0;
    ssize_t count;
    backtrace_frame_t mStack[MAX_DEPTH];
    backtrace_symbol_t symbols[MAX_DEPTH];
 
    unwindFn unwind_backtrace = NULL;
    unwindSymbFn get_backtrace_symbols = NULL;
    unwindSymbFreeFn free_backtrace_symbols =
NULL;
 
    // open the so.
    if(gHandle == NULL) gHandle = dlopen(PATH,
RTLD_NOW);
 
    // get the interface for
unwind and symbol analyse
    if(gHandle != NULL) unwind_backtrace =
(unwindFn)dlsym(gHandle, "unwind_backtrace");
    if(gHandle != NULL) get_backtrace_symbols =
(unwindSymbFn)dlsym(gHandle, "get_backtrace_symbols");
    if(gHandle != NULL) free_backtrace_symbols =
(unwindSymbFreeFn)dlsym(gHandle, "free_backtrace_symbols");
 
    if(!gHandle ||!unwind_backtrace
||!get_backtrace_symbols || !free_backtrace_symbols  ){
        ALOGE("Error! cannot get unwind
info: handle:%p %p %p %p",
            gHandle, unwind_backtrace,
get_backtrace_symbols, free_backtrace_symbols );
        return result;
    }
 
    count= unwind_backtrace(mStack, 1,
MAX_DEPTH);
    get_backtrace_symbols(mStack, count,
symbols);
 
    for
(i = 0; i < count; i++) {
        char line[MAX_BACKTRACE_LINE_LENGTH];
 
        const char* mapName =
symbols[i].map_name ? symbols[i].map_name : "<unknown>";
        const char* symbolName
=symbols[i].demangled_name ? symbols[i].demangled_name :
symbols[i].symbol_name;
        size_t fieldWidth =
(MAX_BACKTRACE_LINE_LENGTH - 80) / 2;
        
        if (symbolName) {
            uint32_t pc_offset =
symbols[i].relative_pc - symbols[i].relative_symbol_addr;
            if (pc_offset) {
                snprintf(line,
MAX_BACKTRACE_LINE_LENGTH, "#%02d  pc %08x  %.*s (%.*s+%u)",
                        i,
symbols[i].relative_pc, fieldWidth, mapName,
                        fieldWidth, symbolName,
pc_offset);
            } else {
                snprintf(line,
MAX_BACKTRACE_LINE_LENGTH, "#%02d  pc %08x  %.*s (%.*s)",
                        i,
symbols[i].relative_pc, fieldWidth, mapName,
                        fieldWidth, symbolName);
            }
        } else {
            snprintf(line,
MAX_BACKTRACE_LINE_LENGTH, "#%02d  pc %08x  %.*s",
                    i, symbols[i].relative_pc,
fieldWidth, mapName);
        }
 
        ALOGD("%s", line);
    }
 
    free_backtrace_symbols(symbols, count);
 
    return result;
}

sched_policy.c的堆栈调用分析如下,注意具体是否要打印,在哪里打印,还可以通过piduidproperty等来控制一下,这样就不会被淹死在trace的汪洋大海中。

D/SchedPolicy( 1350): #00  pc 0000676c 
/system/lib/libcutils.so
 
D/SchedPolicy( 1350): #01  pc 00006b3a 
/system/lib/libcutils.so (set_sched_policy+49)
 
D/SchedPolicy( 1350): #02  pc 00010e82 
/system/lib/libutils.so (androidSetThreadPriority+61)
 
D/SchedPolicy( 1350): #03  pc 00068104 
/system/lib/libandroid_runtime.so
(android_os_Process_setThreadPriority(_JNIEnv*, _jobject*, int,
int)+7)
 
D/SchedPolicy( 1350): #04  pc 0001e510 
/system/lib/libdvm.so (dvmPlatformInvoke+112)
 
D/SchedPolicy( 1350): #05  pc 0004d6aa 
/system/lib/libdvm.so (dvmCallJNIMethod(unsigned int const*, JValue*,
Method const*, Thread*)+417)
 
D/SchedPolicy( 1350): #06  pc 00027920 
/system/lib/libdvm.so
 
D/SchedPolicy( 1350): #07  pc 0002b7fc 
/system/lib/libdvm.so (dvmInterpret(Thread*, Method const*,
JValue*)+184)
 
D/SchedPolicy( 1350): #08  pc 00060c30 
/system/lib/libdvm.so (dvmCallMethodV(Thread*, Method const*,
Object*, bool, JValue*, std::__va_list)+271)
 
D/SchedPolicy( 1350): #09  pc 0004cd34 
/system/lib/libdvm.so
 
D/SchedPolicy( 1350): #10  pc 00049382 
/system/lib/libandroid_runtime.so
 
D/SchedPolicy( 1350): #11  pc 00065e52 
/system/lib/libandroid_runtime.so
 
D/SchedPolicy( 1350): #12  pc 0001435e 
/system/lib/libbinder.so
(android::BBinder::transact(unsigned int, android::Parcel const&,
android::Parcel*, unsigned int)+57)
 
D/SchedPolicy( 1350): #13  pc 00016f5a 
/system/lib/libbinder.so
(android::IPCThreadState::executeCommand(int)+513)
 
D/SchedPolicy( 1350): #14  pc 00017380 
/system/lib/libbinder.so
(android::IPCThreadState::joinThreadPool(bool)+183)
 
D/SchedPolicy( 1350): #15  pc 0001b160 
/system/lib/libbinder.so
 
D/SchedPolicy( 1350): #16  pc 00011264 
/system/lib/libutils.so (android::Thread::_threadLoop(void*)+111)
 
D/SchedPolicy( 1350): #17  pc 000469bc 
/system/lib/libandroid_runtime.so
(android::AndroidRuntime::javaThreadShell(void*)+63)
 
D/SchedPolicy( 1350): #18  pc 00010dca 
/system/lib/libutils.so
 
D/SchedPolicy( 1350): #19  pc 0000e3d8 
/system/lib/libc.so (__thread_entry+72)
 
D/SchedPolicy( 1350): #20  pc 0000dac4 
/system/lib/libc.so (pthread_create+160)
 
D/SchedPolicy( 1350): #00  pc 0000676c 
/system/lib/libcutils.so
 
D/SchedPolicy( 1350): #01  pc 00006b3a 
/system/lib/libcutils.so (set_sched_policy+49)
 
D/SchedPolicy( 1350): #02  pc 00016f26 
/system/lib/libbinder.so
(android::IPCThreadState::executeCommand(int)+461)
 
D/SchedPolicy( 1350): #03  pc 00017380 
/system/lib/libbinder.so
(android::IPCThreadState::joinThreadPool(bool)+183)
 
D/SchedPolicy( 1350): #04  pc 0001b160 
/system/lib/libbinder.so
 
D/SchedPolicy( 1350): #05  pc 00011264 
/system/lib/libutils.so (android::Thread::_threadLoop(void*)+111)
 
D/SchedPolicy( 1350): #06  pc 000469bc 
/system/lib/libandroid_runtime.so
(android::AndroidRuntime::javaThreadShell(void*)+63)
 
D/SchedPolicy( 1350): #07  pc 00010dca 
/system/lib/libutils.so
 
D/SchedPolicy( 1350): #08  pc 0000e3d8 
/system/lib/libc.so (__thread_entry+72)
 
D/SchedPolicy(
1350): #09  pc 0000dac4  /system/lib/libc.so (pthread_create+160)
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