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zygote的coredump:

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.cpp的dumpNativeThread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

debuggerd是android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。debuggerd的coredump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exception的printStackTrace()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Android的C++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;

}

对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pid、uid、property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)