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理解Native Crash處理流程

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            post-container">

							<blockquote>

本文是基於Android 7.0源碼，來分析Native Crash流程。

一、Native Crash

從系統全局來說，Crash分為Framework/App Crash， Native Crash，以及Kernel Crash。

對於framework層或者app層的Crash(即Java層面Crash)，那麼往往是通過拋出未捕獲異常而導致的Crash，這個內容在本文的姊妹篇理解Android Crash處理流程已詳細介紹過。
至於Kernel Crash，很多情況是發生Kernel panic，對於內核崩潰往往是驅動或者硬件出現故障。
Native Crash，即C/C++層面的Crash，這是介於系統framework層與Linux層之間的一層，這是本文接下來要講解的內容。

如果你是從事Android系統開發或者架構相關工作，或者遇到需要解系統性的疑難雜症，再或者需要寫JNI代碼，則就有可能遇到Native Crash，瞭解系統Native Crash處理流程就很有必要。

接下來介紹介紹Android N的Native Crash處理流程，你沒有看錯，本文就是針對最新Android Nouget來分析的。Native crash的工作核心是由debuggerd守護進程來完成，在文章調試系列4：debuggerd源碼篇)，已經介紹過Debuggerdd的工作原理。

要了解Native Crash，首先從應用程序入口位於begin.S中的__linker_init入手。

1.1 begin.S

[-> arch/arm/begin.S]

   ENTRY(_start)
  mov r0, sp
  //入口地址 【見小節1.2】
  bl __linker_init
  /* linker init returns the _entry address in the main image */
  mov pc, r0
END(_start)

  

1.2 __linker_init

[-> linker.cpp]

   extern "C" ElfW(Addr) __linker_init(void* raw_args) {
  KernelArgumentBlock args(raw_args);
  ElfW(Addr) linker_addr = args.getauxval(AT_BASE);
  ...
  //【見小節1.3】
  ElfW(Addr) start_address = __linker_init_post_relocation(args, linker_addr);
  return start_address;
}

  

1.3 __linker_init_post_relocation

[-> linker.cpp]

   static ElfW(Addr) __linker_init_post_relocation(KernelArgumentBlock& args, ElfW(Addr) linker_base) {
  ...
  // Sanitize the environment.
  __libc_init_AT_SECURE(args);
  // Initialize system properties
  __system_properties_init();
  //【見小節1.4】
  debuggerd_init();
  ...
}

  

1.4 debuggerd_init

[-> linker/debugger.cpp]

   __LIBC_HIDDEN__ void debuggerd_init() {
  struct sigaction action;
  memset(&action, 0, sizeof(action));
  sigemptyset(&action.sa_mask);
  //【見小節1.5】
  action.sa_sigaction = debuggerd_signal_handler;
  //SA_RESTART代表中斷某個syscall，則會自動重新調用該syscall
  //SA_SIGINFO代表信號附帶參數siginfo_t結構體可傳送到signal_handler函數
  action.sa_flags = SA_RESTART | SA_SIGINFO;
  //使用備用signal棧(如果可用)，以便我們能捕獲棧溢出
  action.sa_flags |= SA_ONSTACK;
  sigaction(SIGABRT, &action, nullptr);
  sigaction(SIGBUS, &action, nullptr);
  sigaction(SIGFPE, &action, nullptr);
  sigaction(SIGILL, &action, nullptr);
  sigaction(SIGPIPE, &action, nullptr);
  sigaction(SIGSEGV, &action, nullptr);
#if defined(SIGSTKFLT)
  sigaction(SIGSTKFLT, &action, nullptr);
#endif
  sigaction(SIGTRAP, &action, nullptr);
}

  

1.5 debuggerd_signal_handler

連接到bionic上的native程序(C/C++)出現異常時，kernel會發送相應的signal；當進程捕獲致命的signal，通知debuggerd調用ptrace來獲取有價值的信息(發生crash之前)。

[-> linker/debugger.cpp]

static void debuggerd_signal_handler(int signal_number, siginfo_t* info, void*) {
  if (!have_siginfo(signal_number)) {
    info = nullptr; //SA_SIGINFO標識被意外清空，則info未定義
  }
  //防止debuggerd無法鏈接時，仍可以輸出一些簡要signal信息
  log_signal_summary(signal_number, info);
  //建立於debuggerd的socket通信連接 【見小節1.6】
  send_debuggerd_packet(info);
  //重置信號處理函數為SIG_DFL(默認操作)
  signal(signal_number, SIG_DFL);
switch (signal_number) {
case SIGABRT:
case SIGFPE:
case SIGPIPE:
#if defined(SIGSTKFLT)
case SIGSTKFLT:
#endif
case SIGTRAP:
tgkill(getpid(), gettid(), signal_number);
break;
default:    // SIGILL, SIGBUS, SIGSEGV
break;
}
}

1.6 send_debuggerd_packet

[-> linker/debugger.cpp]

   static void send_debuggerd_packet(siginfo_t* info) {
  // Mutex防止多個crashing線程同一時間來來嘗試跟debuggerd進行通信
  static pthread_mutex_t crash_mutex = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;
  int ret = pthread_mutex_trylock(&crash_mutex);
  if (ret != 0) {
    if (ret == EBUSY) {
      __libc_format_log(ANDROID_LOG_INFO, "libc",
          "Another thread contacted debuggerd first; not contacting debuggerd.");
      //等待其他線程釋放該鎖，從而獲取該鎖
      pthread_mutex_lock(&crash_mutex);
    }
    return;
  }
  //建立與debuggerd的socket通道
  int s = socket_abstract_client(DEBUGGER_SOCKET_NAME, SOCK_STREAM | SOCK_CLOEXEC);
  ...
  debugger_msg_t msg;
  msg.action = DEBUGGER_ACTION_CRASH;
  msg.tid = gettid();
  msg.abort_msg_address = reinterpret_cast<uintptr_t>(g_abort_message);
  msg.original_si_code = (info != nullptr) ? info->si_code : 0;
  //將DEBUGGER_ACTION_CRASH消息發送給debuggerd服務端
  ret = TEMP_FAILURE_RETRY(write(s, &msg, sizeof(msg)));
  if (ret == sizeof(msg)) {
    char debuggerd_ack;
    //阻塞等待debuggerd服務端的迴應數據
    ret = TEMP_FAILURE_RETRY(read(s, &debuggerd_ack, 1));
    int saved_errno = errno;
    notify_gdb_of_libraries();
    errno = saved_errno;
  }
  close(s);
}

  

該方法的主要功能：

調用socket_abstract_client，建立於debuggerd的socket通道；
將action = DEBUGGER_ACTION_CRASH的消息發送給debuggerd服務端；
阻塞等待debuggerd服務端的迴應數據。

接下來，看看debuggerd服務端接收到DEBUGGER_ACTION_CRASH的處理流程

二、debuggerd服務端

debuggerd 守護進程啟動後，一直在等待socket client的連接。當native crash發送後便會向debuggerd發送action = DEBUGGER_ACTION_CRASH的消息。

2.1 do_server

[-> /debuggerd/debuggerd.cpp]

   static int do_server() {
  ...
  for (;;) {
    sockaddr_storage ss;
    sockaddr* addrp = reinterpret_cast<sockaddr*>(&ss);
    socklen_t alen = sizeof(ss);
    //等待客戶端連接
    int fd = accept4(s, addrp, &alen, SOCK_CLOEXEC);
    if (fd == -1) {
      continue; //accept失敗
    }
    //處理native crash發送過來的請求【見小節2.2】
    handle_request(fd);
  }
  return 0;
}

  

2.2 handle_request

[-> /debuggerd/debuggerd.cpp]

static void handle_request(int fd) {
  android::base::unique_fd closer(fd);
  debugger_request_t request;
  memset(&request, 0, sizeof(request));
  //讀取client發送過來的請求【見小節2.3】
  int status = read_request(fd, &request);
  ...
//fork子進程來處理其餘請求命令
pid_t fork_pid = fork();
if (fork_pid == -1) {
ALOGE("debuggerd: failed to fork: %s\n", strerror(errno));
} else if (fork_pid == 0) {
//子進程執行【見小節2.4】
worker_process(fd, request);
} else {
//父進程執行【見小節2.5】
monitor_worker_process(fork_pid, request);
}
}

2.3 read_request

[-> /debuggerd/debuggerd.cpp]

static int read_request(int fd, debugger_request_t* out_request) {
  ucred cr;
  socklen_t len = sizeof(cr);
  //從fd獲取client進程的pid,uid,gid
  int status = getsockopt(fd, SOL_SOCKET, SO_PEERCRED, &cr, &len);
  ...
  fcntl(fd, F_SETFL, O_NONBLOCK);
pollfd pollfds[1];
pollfds[0].fd = fd;
pollfds[0].events = POLLIN;
pollfds[0].revents = 0;
//讀取tid
status = TEMP_FAILURE_RETRY(poll(pollfds, 1, 3000));
debugger_msg_t msg;
memset(&msg, 0, sizeof(msg));
//從fd讀取數據並保存到結構體msg
status = TEMP_FAILURE_RETRY(read(fd, &msg, sizeof(msg)));
...
out_request->action = static_cast<debugger_action_t>(msg.action);
out_request->tid = msg.tid;
out_request->pid = cr.pid;
out_request->uid = cr.uid;
out_request->gid = cr.gid;
out_request->abort_msg_address = msg.abort_msg_address;
out_request->original_si_code = msg.original_si_code;
if (msg.action == DEBUGGER_ACTION_CRASH) {
// native crash時發送過來的請求
char buf[64];
struct stat s;
snprintf(buf, sizeof buf, "/proc/%d/task/%d", out_request->pid, out_request->tid);
if (stat(buf, &s)) {
return -1;  //tid不存在，忽略該顯式dump請求
}
} else if (cr.uid == 0
|| (cr.uid == AID_SYSTEM && msg.action == DEBUGGER_ACTION_DUMP_BACKTRACE)) {
...
} else {
return -1;
}
return 0;
}

read_request執行完成後，則從socket通道中讀取到out_request。

2.4 worker_process

處於client發送過來的請求，server端通過子進程來處理

[-> /debuggerd/debuggerd.cpp]

static void worker_process(int fd, debugger_request_t& request) {
  std::string tombstone_path;
  int tombstone_fd = -1;
  switch (request.action) {
    case DEBUGGER_ACTION_CRASH:
      //打開tombstone文件
      tombstone_fd = open_tombstone(&tombstone_path);
      if (tombstone_fd == -1) {
        exit(1); //無法打開tombstone文件，則退出該進程
      }
      break;
    ...
  }
// Attach到目標進程
if (ptrace(PTRACE_ATTACH, request.tid, 0, 0) != 0) {
exit(1); //attach失敗則退出該進程
}
...
//生成backtrace
std::unique_ptr<BacktraceMap> backtrace_map(BacktraceMap::Create(request.pid));
int amfd = -1;
std::unique_ptr<std::string> amfd_data;
if (request.action == DEBUGGER_ACTION_CRASH) {
//當發生native crash，則連接到AMS【見小節2.4.1】
amfd = activity_manager_connect();
amfd_data.reset(new std::string);
}
bool succeeded = false;
//取消特權模式
if (!drop_privileges()) {
_exit(1); //操作失敗則退出
}
int crash_signal = SIGKILL;
//執行dump操作，【見小節2.4.2】
succeeded = perform_dump(request, fd, tombstone_fd, backtrace_map.get(), siblings,
&crash_signal, amfd_data.get());
if (!attach_gdb) {
//將進程crash情況告知AMS【見小節2.4.3】
activity_manager_write(request.pid, crash_signal, amfd, *amfd_data.get());
}
//detach目標進程
ptrace(PTRACE_DETACH, request.tid, 0, 0);
for (pid_t sibling : siblings) {
ptrace(PTRACE_DETACH, sibling, 0, 0);
}
if (!attach_gdb && request.action == DEBUGGER_ACTION_CRASH) {
//發送信號SIGKILL給目標進程[【見小節2.4.4】
if (!send_signal(request.pid, request.tid, crash_signal)) {
ALOGE("debuggerd: failed to kill process %d: %s", request.pid, strerror(errno));
}
}
...
}

整個過程比較複雜，下面只介紹attach_gdb=false的執行流程：

當DEBUGGER_ACTION_CRASH ，則調用open_tombstone並繼續執行；
調用ptrace方法attach到目標進程;
調用BacktraceMap::Create來生成backtrace;
當DEBUGGER_ACTION_CRASH，則執行activity_manager_connect；
調用drop_privileges來取消特權模式；
通過perform_dump執行dump操作；
- SIGBUS等致命信號，則調用engrave_tombstone()，這是核心方法
調用activity_manager_write，將進程crash情況告知AMS；
調用ptrace方法detach到目標進程;
當DEBUGGER_ACTION_CRASH，發送信號SIGKILL給目標進程tid

2.4.1 activity_manager_connect

[-> debuggerd.cpp]

static int activity_manager_connect() {
  android::base::unique_fd amfd(socket(PF_UNIX, SOCK_STREAM, 0));
  if (amfd.get() < -1) {
    return -1; ///無法連接到ActivityManager(socket失敗)
  }
struct sockaddr_un address;
memset(&address, 0, sizeof(address));
address.sun_family = AF_UNIX;
//該路徑必須匹配NativeCrashListener.java中的定義
strncpy(address.sun_path, "/data/system/ndebugsocket", sizeof(address.sun_path));
if (TEMP_FAILURE_RETRY(connect(amfd.get(), reinterpret_cast<struct sockaddr*>(&address),
sizeof(address))) == -1) {
return -1;  //無法連接到ActivityManager(connect失敗)
}
struct timeval tv;
memset(&tv, 0, sizeof(tv));
tv.tv_sec = 1;
if (setsockopt(amfd.get(), SOL_SOCKET, SO_SNDTIMEO, &tv, sizeof(tv)) == -1) {
return -1; //無法連接到ActivityManager(setsockopt SO_SNDTIMEO失敗)
}
tv.tv_sec = 3;
if (setsockopt(amfd.get(), SOL_SOCKET, SO_RCVTIMEO, &tv, sizeof(tv)) == -1) {
return -1; //無法連接到ActivityManager(setsockopt SO_RCVTIMEO失敗)
}
return amfd.release();
}

該方法的功能是建立跟上層ActivityManager的socket連接。對於”/data/system/ndebugsocket”的服務端是在，NativeCrashListener.java方法中創建並啟動的。

2.4.2 perform_dump

根據接收到不同的signal採取相應的操作

[-> debuggerd.cpp]

static bool perform_dump(const debugger_request_t& request, int fd, int tombstone_fd,
                         BacktraceMap* backtrace_map, const std::set<pid_t>& siblings,
                         int* crash_signal, std::string* amfd_data) {
  if (TEMP_FAILURE_RETRY(write(fd, "\0", 1)) != 1) {
    return false; //無法響應client端請求
  }
int total_sleep_time_usec = 0;
while (true) {
//等待信號到來
int signal = wait_for_signal(request.tid, &total_sleep_time_usec);
switch (signal) {
...
  <span class="hljs-keyword">case</span> SIGABRT:
  <span class="hljs-keyword">case</span> SIGBUS:
  <span class="hljs-keyword">case</span> SIGFPE:
  <span class="hljs-keyword">case</span> SIGILL:
  <span class="hljs-keyword">case</span> SIGSEGV:

#ifdef SIGSTKFLT
case SIGSTKFLT:
#endif
case SIGTRAP:
ALOGV("stopped -- fatal signal\n");
    *crash_signal = signal;
    <span class="hljs-comment">//這是輸出tombstone信息最為核心的方法</span>
    engrave_tombstone(tombstone_fd, backtrace_map, request.pid, request.tid, siblings, signal,
                      request.original_si_code, request.abort_msg_address, amfd_data);
    <span class="hljs-keyword">break</span>;

  <span class="hljs-keyword">default</span>:
    ALOGE(<span class="hljs-string">"debuggerd: process stopped due to unexpected signal %d\n"</span>, signal);
    <span class="hljs-keyword">break</span>;
}
<span class="hljs-keyword">break</span>;

}
return true;
}

對於以下信號都是致命的信號:

SIGABRT：abort退出異常
SIGBUS：硬件訪問異常
SIGFPE：浮點運算異常
SIGILL：非法指令異常
SIGSEGV：內存訪問異常
SIGSTKFLT：協處理器棧異常
SIGTRAP：陷阱異常

另外，上篇文章已介紹過engrave_tombstone的功能內容，這裡就不再累贅了。

2.4.3 activity_manager_write

[-> debuggerd.cpp]

static void activity_manager_write(int pid, int signal, int amfd, const std::string& amfd_data) {
  if (amfd == -1) {
    return;
  }
//寫入pid和signal，以及原始dump信息，最後添加0以標記結束
uint32_t datum = htonl(pid);
if (!android::base::WriteFully(amfd, &datum, 4)) {
return; //AM pid寫入失敗
}
datum = htonl(signal);
if (!android::base::WriteFully(amfd, &datum, 4)) {
return;//AM signal寫入失敗
}
if (!android::base::WriteFully(amfd, amfd_data.c_str(), amfd_data.size())) {
return;//AM data寫入失敗
}
uint8_t eodMarker = 0;
if (!android::base::WriteFully(amfd, &eodMarker, 1)) {
return; //AM eod 寫入失敗
}
//讀取應答消息，如果3s超時未收到則讀取失敗
android::base::ReadFully(amfd, &eodMarker, 1);
}

debuggerd與AMS的NativeCrashListener建立socket連接後，再通過該方法發送數據，數據項包括pid、signal、dump信息。

2.4.4 send_signal

此處只是向目標進程發送SIGKILL信號，用於殺掉目標進程，文章理解殺進程的實現原理已詳細講述過發送SIGKILL信號的處理流程。

2.5 monitor_worker_process

   static void monitor_worker_process(int child_pid, const debugger_request_t& request) {
  struct timespec timeout = {.tv_sec = 10, .tv_nsec = 0 };
  if (should_attach_gdb(request)) {
    //如果使能wait_for_gdb，則將timeout設置為非常大
    timeout.tv_sec = INT_MAX;
  }
  sigset_t signal_set;
  sigemptyset(&signal_set);
  sigaddset(&signal_set, SIGCHLD);
  bool kill_worker = false;
  bool kill_target = false;
  bool kill_self = false;
  int status;
  siginfo_t siginfo;
  int signal = TEMP_FAILURE_RETRY(sigtimedwait(&signal_set, &siginfo, &timeout));
  if (signal == SIGCHLD) {
    pid_t rc = waitpid(-1, &status, WNOHANG | WUNTRACED);
    if (rc != child_pid) {
      ALOGE("debuggerd: waitpid returned unexpected pid (%d), committing murder-suicide", rc);
      if (WIFEXITED(status)) {
        ALOGW("debuggerd: pid %d exited with status %d", rc, WEXITSTATUS(status));
      } else if (WIFSIGNALED(status)) {
        ALOGW("debuggerd: pid %d received signal %d", rc, WTERMSIG(status));
      } else if (WIFSTOPPED(status)) {
        ALOGW("debuggerd: pid %d stopped by signal %d", rc, WSTOPSIG(status));
      } else if (WIFCONTINUED(status)) {
        ALOGW("debuggerd: pid %d continued", rc);
      }
      kill_worker = true;
      kill_target = true;
      kill_self = true;
    } else if (WIFSIGNALED(status)) {
      ALOGE("debuggerd: worker process %d terminated due to signal %d", child_pid, WTERMSIG(status));
      kill_worker = false;
      kill_target = true;
    } else if (WIFSTOPPED(status)) {
      ALOGE("debuggerd: worker process %d stopped due to signal %d", child_pid, WSTOPSIG(status));
      kill_worker = true;
      kill_target = true;
    }
  } else {
    ALOGE("debuggerd: worker process %d timed out", child_pid);
    kill_worker = true;
    kill_target = true;
  }

  

該方法是運行在debuggerd父進程，用於監控子進程的執行情況。

2.6 小結

debuggerd服務端調用鏈：

   do_server
    handle_request
        read_request
        worker_process(子進程執行)
            open_tombstone
            ptrace(PTRACE_ATTACH, request.tid, 0, 0)
            backtrace_map
            activity_manager_connect
            perform_dump
            activity_manager_write
            ptrace(PTRACE_DETACH, request.tid, 0, 0);
            send_signal
        monitor_worker_process(父進程執行)

  

handle_request方法中通過fork機制，創建子進程來執行worker_process，由於fork返回兩次，返回到父進程則執行monitor_worker_process。

三、NativeCrashListener

3.1 startOtherServices

[-> SystemServer.java]

   private void startOtherServices() {
    ...
    mActivityManagerService.systemReady(new Runnable() {
       @Override
       public void run() {
           mSystemServiceManager.startBootPhase(
                   SystemService.PHASE_ACTIVITY_MANAGER_READY);
           try {
               //【見小節3.2】
               mActivityManagerService.startObservingNativeCrashes();
           } catch (Throwable e) {
               reportWtf("observing native crashes", e);
           }
        }
    }
}

  

當開機過程中啟動服務啟動到階段PHASE_ACTIVITY_MANAGER_READY(550)，即服務可以廣播自己的Intents，然後啟動native crash的監聽進程。

3.2 startObservingNativeCrashes

[-> ActivityManagerService.java]

   public void startObservingNativeCrashes() {
    //【見小節3.3】
    final NativeCrashListener ncl = new NativeCrashListener(this);
    ncl.start();
}

  

NativeCrashListener繼承於Thread，可見這是線程，通過調用start方法來啟動線程開始工作。

3.3 NativeCrashListener

[-> NativeCrashListener.java]

public void run() {
    final byte[] ackSignal = new byte[1];
    {
        //此處DEBUGGERD_SOCKET_PATH= "/data/system/ndebugsocket"
        File socketFile = new File(DEBUGGERD_SOCKET_PATH);
        if (socketFile.exists()) {
            socketFile.delete();
        }
    }
<span class="hljs-keyword">try</span> {
    FileDescriptor serverFd = Os.socket(AF_UNIX, SOCK_STREAM, <span class="hljs-number">0</span>);
    <span class="hljs-comment">//創建socket服務端</span>
    <span class="hljs-keyword">final</span> UnixSocketAddress sockAddr = UnixSocketAddress.createFileSystem(
            DEBUGGERD_SOCKET_PATH);
    Os.bind(serverFd, sockAddr);
    Os.listen(serverFd, <span class="hljs-number">1</span>);

    <span class="hljs-keyword">while</span> (<span class="hljs-keyword">true</span>) {
        FileDescriptor peerFd = <span class="hljs-keyword">null</span>;
        <span class="hljs-keyword">try</span> {
            <span class="hljs-comment">//等待debuggerd建立連接</span>
            peerFd = Os.accept(serverFd, <span class="hljs-keyword">null</span> <span class="hljs-comment">/* peerAddress */</span>);
            <span class="hljs-comment">//獲取debuggerd的socket文件描述符</span>
            <span class="hljs-keyword">if</span> (peerFd != <span class="hljs-keyword">null</span>) {
                <span class="hljs-comment">//只有超級用戶才被允許通過該socket進行通信</span>
                StructUcred credentials =
                        Os.getsockoptUcred(peerFd, SOL_SOCKET, SO_PEERCRED);
                <span class="hljs-keyword">if</span> (credentials.uid == <span class="hljs-number">0</span>) {
                    <span class="hljs-comment">//【見小節3.4】處理native crash信息</span>
                    consumeNativeCrashData(peerFd);
                }
            }
        } <span class="hljs-keyword">catch</span> (Exception e) {
            Slog.w(TAG, <span class="hljs-string">"Error handling connection"</span>, e);
        } <span class="hljs-keyword">finally</span> {
            <span class="hljs-comment">//應答debuggerd已經建立連接</span>
            <span class="hljs-keyword">if</span> (peerFd != <span class="hljs-keyword">null</span>) {
                Os.write(peerFd, ackSignal, <span class="hljs-number">0</span>, <span class="hljs-number">1</span>);<span class="hljs-comment">//寫入應答消息</span>
                Os.close(peerFd);<span class="hljs-comment">//關閉socket</span>
                ...
            }
        }
    }
} <span class="hljs-keyword">catch</span> (Exception e) {
    Slog.e(TAG, <span class="hljs-string">"Unable to init native debug socket!"</span>, e);
}

}

該方法主要功能：

創建socket服務端：”/data/system/ndebugsocket”文件權限700，owned為system:system，debuggerd是以root權限運行，因此可以與該socket建立連接，但對於第三方App則沒有權限；
等待socket客戶端(即debuggerd)來建立連接；
調用consumeNativeCrashData來處理native crash信息；
應答debuggerd已經建立連接，並寫入應答消息告知debuggerd進程。

3.4 consumeNativeCrashData

[-> NativeCrashListener.java]

void consumeNativeCrashData(FileDescriptor fd) {
    //進入該方法，標識著debuggerd已經與AMS建立連接
    final byte[] buf = new byte[4096];
    final ByteArrayOutputStream os = new ByteArrayOutputStream(4096);
<span class="hljs-keyword">try</span> {
    <span class="hljs-comment">//此處SOCKET_TIMEOUT_MILLIS=2s</span>
    StructTimeval timeout = StructTimeval.fromMillis(SOCKET_TIMEOUT_MILLIS);
    Os.setsockoptTimeval(fd, SOL_SOCKET, SO_RCVTIMEO, timeout);
    Os.setsockoptTimeval(fd, SOL_SOCKET, SO_SNDTIMEO, timeout);

    <span class="hljs-comment">//1.讀取pid和signal number</span>
    <span class="hljs-keyword">int</span> headerBytes = readExactly(fd, buf, <span class="hljs-number">0</span>, <span class="hljs-number">8</span>);
    <span class="hljs-keyword">if</span> (headerBytes != <span class="hljs-number">8</span>) {
        <span class="hljs-keyword">return</span>; <span class="hljs-comment">//讀取失敗</span>
    }

    <span class="hljs-keyword">int</span> pid = unpackInt(buf, <span class="hljs-number">0</span>);
    <span class="hljs-keyword">int</span> signal = unpackInt(buf, <span class="hljs-number">4</span>);

    <span class="hljs-comment">//2.讀取dump內容</span>
    <span class="hljs-keyword">if</span> (pid &gt; <span class="hljs-number">0</span>) {
        <span class="hljs-keyword">final</span> ProcessRecord pr;
        <span class="hljs-keyword">synchronized</span> (mAm.mPidsSelfLocked) {
            pr = mAm.mPidsSelfLocked.get(pid);
        }
        <span class="hljs-keyword">if</span> (pr != <span class="hljs-keyword">null</span>) {
            <span class="hljs-comment">//persistent應用，直接忽略</span>
            <span class="hljs-keyword">if</span> (pr.persistent) {
                <span class="hljs-keyword">return</span>;
            }

            <span class="hljs-keyword">int</span> bytes;
            do {
                <span class="hljs-comment">//獲取數據</span>
                bytes = Os.read(fd, buf, <span class="hljs-number">0</span>, buf.length);
                <span class="hljs-keyword">if</span> (bytes &gt; <span class="hljs-number">0</span>) {
                    <span class="hljs-keyword">if</span> (buf[bytes-<span class="hljs-number">1</span>] == <span class="hljs-number">0</span>) {
                        <span class="hljs-comment">//到達文件EOD, 忽略該字節</span>
                        os.write(buf, <span class="hljs-number">0</span>, bytes-<span class="hljs-number">1</span>);
                        <span class="hljs-keyword">break</span>;
                    }
                    os.write(buf, <span class="hljs-number">0</span>, bytes);
                }
            } <span class="hljs-keyword">while</span> (bytes &gt; <span class="hljs-number">0</span>);

            <span class="hljs-keyword">synchronized</span> (mAm) {
                pr.crashing = <span class="hljs-keyword">true</span>;
                pr.forceCrashReport = <span class="hljs-keyword">true</span>;
            }

            <span class="hljs-keyword">final</span> String reportString = <span class="hljs-keyword">new</span> String(os.toByteArray(), <span class="hljs-string">"UTF-8"</span>);
            <span class="hljs-comment">//異常處理native crash報告【見小節3.5】</span>
            (<span class="hljs-keyword">new</span> NativeCrashReporter(pr, signal, reportString)).start();
        }
    }
} <span class="hljs-keyword">catch</span> (Exception e) {
    Slog.e(TAG, <span class="hljs-string">"Exception dealing with report"</span>, e);
}

}

讀取debuggerd那端發送過來的數據，再通過NativeCrashReporter來把native crash事件報告給framework層。

3.5 NativeCrashReporter

[-> NativeCrashListener.java]

   class NativeCrashReporter extends Thread {
    public void run() {
        try {
            CrashInfo ci = new CrashInfo();
            ci.exceptionClassName = "Native crash";
            ci.exceptionMessage = Os.strsignal(mSignal);
            ci.throwFileName = "unknown";
            ci.throwClassName = "unknown";
            ci.throwMethodName = "unknown";
            ci.stackTrace = mCrashReport;
            //AMS真正處理crash的過程
            mAm.handleApplicationCrashInner("native_crash", mApp, mApp.processName, ci);
        } catch (Exception e) {
            Slog.e(TAG, "Unable to report native crash", e);
        }
    }
}

  

不論是Native crash還是framework crash最終都會調用到handleApplicationCrashInner()，該方法見文章理解Android Crash處理流程。

3.6 小結

system_server進程啟動過程中，調用startOtherServices來啟動各種其他系統Service時，也正是這個時機會創建一個用於監聽native crash事件的NativeCrashListener對象(繼承於線程)，通過socket機制來監聽，等待即debuggerd與該線程創建連接，並處理相應事件。緊接著調用handleApplicationCrashInner來處理crash流程。

NativeCrashListener的主要工作：

創建socket服務端”/data/system/ndebugsocket”
等待socket客戶端(即debuggerd)來建立連接；
調用consumeNativeCrashData來處理native crash信息；
應答debuggerd已經建立連接，並寫入應答消息告知debuggerd進程。

四、總結

點擊查看大圖

Native程序通過link連接後，當發生Native Crash時，則kernel會發送相應的signal，當進程捕獲致命的signal，通知debuggerd調用ptrace來獲取有價值的信息(這是發生在crash前)。

kernel 發送signal給target進程(包含native代碼)；
target進程通過debuggerd_signal_handler，捕獲signal；
- 建立於debuggerd進程的socket通道；
- 將action = DEBUGGER_ACTION_CRASH的消息發送給debuggerd服務端；
- 阻塞等待debuggerd服務端的迴應數據。
debuggerd作為守護進程，一直在等待socket client的連接，此時收到action = DEBUGGER_ACTION_CRASH的消息；
執行到handle_request時，通過fork創建子進程來執行各種dump相關操作；
新創建的進程，通過socket與system_server進程中的NativeCrashListener線程建立socket通道，並向其發送native crash信息；
NativeCrashListener線程通過創建新的名為“NativeCrashReport”的子線程來執行AMS的handleApplicationCrashInner方法。

這個流程圖只是從整體來概要介紹native crash流程，其中有兩個部分是核心方法：

其一是圖中紅色塊perform_dump是整個debuggerd的核心工作，該方法內部調用engrave_tombstone，該方法的具體工作見文章ebuggerd守護進程的功能內容，這個過程還需要與target進程通信來獲取target進程更多信息。
其二是AMS的handleApplicationCrashInner，該方法的工作見姊妹篇理解Android Crash處理流程。

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理解Native Crash處理流程

一、Native Crash

1.1 begin.S

1.2 __linker_init

1.3 __linker_init_post_relocation

1.4 debuggerd_init

1.5 debuggerd_signal_handler

1.6 send_debuggerd_packet

二、debuggerd服務端

2.1 do_server

2.2 handle_request

2.3 read_request

2.4 worker_process

2.4.1 activity_manager_connect

2.4.2 perform_dump

2.4.3 activity_manager_write

2.4.4 send_signal

2.5 monitor_worker_process

2.6 小結

三、NativeCrashListener

3.1 startOtherServices

3.2 startObservingNativeCrashes

3.3 NativeCrashListener

3.4 consumeNativeCrashData

3.5 NativeCrashReporter

3.6 小結

四、總結

Linux 内核揭密

Linux命令大全搜索工具

米斯特白帽培训讲义

Logstash最佳实践

Growth: 全栈增长工程师指南

深入解析Go