Android Studio Debug dlopen

前言

目的：debug dlopen，对 ELF 加载及解析流程进行解析
对于直接分析 AOSP 源码我感觉脑子里很难形成一个概念，如果能 debug 进行分析的话，我觉得会直观很多，所以这就是此文的目的
效果写在前

1. 环境准备

手机环境为 eng 或 userdebug ，user 版本及 ARM 模拟器我没测试成功过（甚至连 ARM 模拟器都跑不起来！！！

1
2
$ adb shell getprop ro.build.type # 这个命令可以查看版本
eng
其他方式可以跳到文末参考链接，这里就给出稳妥的方案
本文测试手机环境：
- Pixel 1
- 自编译 AOSP 源码 Android10_r17

准备 debug 所需文件

aosp/bionic C++ 源代码

aosp/out/target/product/sailfish/symbols/apex/com.android.runtime.debug 带 debug 信息的 So

k@k:~/bin/aosp/out/target/product/sailfish/symbols/apex/com.android.runtime.debug/bin$ readelf -S linker64
There are 30 section headers, starting at offset 0x11c0f00:
 
节头：
  [号] 名称              类型             地址              偏移量    大小              全体大小          旗标   链接   信息   对齐
  [ 0]                   NULL             0000000000000000  00000000  0000000000000000  0000000000000000           0     0     0
  [ 1] .note.gnu.bu[...] NOTE             0000000000000238  00000238  0000000000000020  0000000000000000   A       0     0     4
  [ 2] .dynsym           DYNSYM           0000000000000258  00000258  0000000000000240  0000000000000018   A       4     1     8
  [ 3] .gnu.hash         GNU_HASH         0000000000000498  00000498  00000000000000c0  0000000000000000   A       2     0     8
  [ 4] .dynstr           STRTAB           0000000000000558  00000558  00000000000002b2  0000000000000000   A       0     0     1
  [ 5] .relr.dyn         LOOS+0xfffff00   0000000000000810  00000810  00000000000001f0  0000000000000008   A       0     0     8
  [ 6] .rodata           PROGBITS         0000000000000a00  00000a00  0000000000017d0d  0000000000000000 AMS       0     0     32
  [ 7] .gcc_except_table PROGBITS         0000000000018710  00018710  00000000000050dc  0000000000000000   A       0     0     4
  [ 8] .eh_frame_hdr     PROGBITS         000000000001d7ec  0001d7ec  0000000000004bc4  0000000000000000   A       0     0     4
  [ 9] .eh_frame         PROGBITS         00000000000223b0  000223b0  0000000000014f24  0000000000000000   A       0     0     8
  [10] .text             PROGBITS         0000000000038000  00038000  00000000000d1528  0000000000000000  AX       0     0     64
  [11] .data             PROGBITS         000000000010a000  0010a000  0000000000000ef8  0000000000000000  WA       0     0     32
  [12] .data.rel.ro      PROGBITS         000000000010b000  0010b000  0000000000006270  0000000000000000  WA       0     0     8
  [13] .init_array       INIT_ARRAY       0000000000111270  00111270  0000000000000060  0000000000000008  WA       0     0     8
  [14] .dynamic          DYNAMIC          00000000001112d0  001112d0  00000000000000e0  0000000000000010  WA       4     0     8
  [15] .got              PROGBITS         00000000001113b0  001113b0  0000000000000820  0000000000000000  WA       0     0     8
  [16] .bss              NOBITS           0000000000112000  00111bd0  0000000000009e70  0000000000000000  WA       0     0     4096
  [17] .debug_str        PROGBITS         0000000000000000  00111bd0  00000000003ae347  0000000000000001  MS       0     0     1
  [18] .debug_loc        PROGBITS         0000000000000000  004bff17  00000000003f6b1c  0000000000000000           0     0     1
  [19] .debug_abbrev     PROGBITS         0000000000000000  008b6a33  000000000003f6ae  0000000000000000           0     0     1
  [20] .debug_info       PROGBITS         0000000000000000  008f60e1  00000000006391f2  0000000000000000           0     0     1
  [21] .debug_ranges     PROGBITS         0000000000000000  00f2f2d3  00000000000ed620  0000000000000000           0     0     1
  [22] .debug_macinfo    PROGBITS         0000000000000000  0101c8f3  0000000000000164  0000000000000000           0     0     1
  [23] .comment          PROGBITS         0000000000000000  0101ca57  000000000000019c  0000000000000001  MS       0     0     1
  [24] .debug_line       PROGBITS         0000000000000000  0101cbf3  000000000011cb4a  0000000000000000           0     0     1
  [25] .debug_aranges    PROGBITS         0000000000000000  0113973d  00000000000013e0  0000000000000000           0     0     1
  [26] .gnu_debuglink    PROGBITS         0000000000000000  0113ab1d  0000000000000020  0000000000000000           0     0     1
  [27] .shstrtab         STRTAB           0000000000000000  011c0dbe  000000000000013c  0000000000000000           0     0     1
  [28] .symtab           SYMTAB           0000000000000000  0113ab40  00000000000484b0  0000000000000018          29   12315     8
  [29] .strtab           STRTAB           0000000000000000  01182ff0  000000000003ddce  0000000000000000           0     0     1
Key to Flags:
  W (write), A (alloc), X (execute), M (merge), S (strings), I (info),
  L (link order), O (extra OS processing required), G (group), T (TLS),
  C (compressed), x (unknown), o (OS specific), E (exclude),
k@k:~/bin/aosp/out/target/product/sailfish/symbols/apex/com.android.runtime.debug/bin$ ll -hr|grep linker64
-rwxrwxr-x 1 k k   18M 10月  8 01:09 linker64*

这里可以把手机里的 linker64 拿出来做一个对比，这里就可以看见手机里的 So 并没有带 debug_xx 的信息

$ adb pull /system/apex/com.android.runtime.debug/bin/linker64
$ ll -hr linker64
-rw-r--r-- 1 k k 1.6M 10月  9 13:30 linker64
$ readelf -S linker64
There are 23 section headers, starting at offset 0x187dd0:
 
节头：
  [号] 名称              类型             地址              偏移量    大小              全体大小          旗标   链接   信息   对齐
  [ 0]                   NULL             0000000000000000  00000000  0000000000000000  0000000000000000           0     0     0
  [ 1] .note.gnu.bu[...] NOTE             0000000000000238  00000238  0000000000000020  0000000000000000   A       0     0     4
  [ 2] .dynsym           DYNSYM           0000000000000258  00000258  0000000000000240  0000000000000018   A       4     1     8
  [ 3] .gnu.hash         GNU_HASH         0000000000000498  00000498  00000000000000c0  0000000000000000   A       2     0     8
  [ 4] .dynstr           STRTAB           0000000000000558  00000558  00000000000002b2  0000000000000000   A       0     0     1
  [ 5] .relr.dyn         LOOS+0xfffff00   0000000000000810  00000810  00000000000001f0  0000000000000008   A       0     0     8
  [ 6] .rodata           PROGBITS         0000000000000a00  00000a00  0000000000017d0d  0000000000000000 AMS       0     0     32
  [ 7] .gcc_except_table PROGBITS         0000000000018710  00018710  00000000000050dc  0000000000000000   A       0     0     4
  [ 8] .eh_frame_hdr     PROGBITS         000000000001d7ec  0001d7ec  0000000000004bc4  0000000000000000   A       0     0     4
  [ 9] .eh_frame         PROGBITS         00000000000223b0  000223b0  0000000000014f24  0000000000000000   A       0     0     8
  [10] .text             PROGBITS         0000000000038000  00038000  00000000000d1528  0000000000000000  AX       0     0     64
  [11] .data             PROGBITS         000000000010a000  0010a000  0000000000000ef8  0000000000000000  WA       0     0     32
  [12] .data.rel.ro      PROGBITS         000000000010b000  0010b000  0000000000006270  0000000000000000  WA       0     0     8
  [13] .init_array       INIT_ARRAY       0000000000111270  00111270  0000000000000060  0000000000000008  WA       0     0     8
  [14] .dynamic          DYNAMIC          00000000001112d0  001112d0  00000000000000e0  0000000000000010  WA       4     0     8
  [15] .got              PROGBITS         00000000001113b0  001113b0  0000000000000820  0000000000000000  WA       0     0     8
  [16] .bss              NOBITS           0000000000112000  00112000  0000000000009e70  0000000000000000  WA       0     0     4096
  [17] .comment          PROGBITS         0000000000000000  00112000  000000000000019c  0000000000000001  MS       0     0     1
  [18] .gnu_debuglink    PROGBITS         0000000000000000  0011219c  0000000000000020  0000000000000000           0     0     1
  [19] .symtab           SYMTAB           0000000000000000  001121c0  0000000000037ed8  0000000000000018          20   9522     8
  [20] .strtab           STRTAB           0000000000000000  0014a098  000000000003dc4d  0000000000000000           0     0     1
  [21] .shstrtab         STRTAB           0000000000000000  00187ce5  00000000000000d4  0000000000000000           0     0     1
  [22] .gnu_debuglink    PROGBITS         0000000000000000  00187dbc  0000000000000010  0000000000000000           0     0     4
Key to Flags:
  W (write), A (alloc), X (execute), M (merge), S (strings), I (info),
  L (link order), O (extra OS processing required), G (group), T (TLS),
  C (compressed), x (unknown), o (OS specific), E (exclude),
  D (mbind), p (processor specific)

2. 新建 AS 工程

所需文件
1. 带 debug 信息的 So
2. AOSP 对应 C++ 源代码
工程目录

3. Debug dlopen Gif

Debug dlopen Gif

4. Debug dlopen

写一个按钮调用 JNI 方法，方便调试
把准备的源代码以及 debug So 文件放进 Android Studio 工程目录
导入 debug 符号，这里 Debugtype 选择 Native Only ，Symbol Directories 别选择顶级目录 com.android.runtime.debug 会有 bug，某些 So 会无法加载到
接下来就是进行 debug 调试，这里有一个需要注意的点就是不要直接打断点，需要先暂停，使用 lldb 进行断点

target modules list 查看已加载 So 列表，因为我需要 debug 的符号在 linker 里面，所以重点查看 linker 加载的情况，如果没有被加载就无法 debug

(lldb) target modules list | grep linker64
[  0] C87DDFF9-3A23-6A5B-654C-9182F7C24A0D 0x0000007dd64d7000 /home/k/Desktop/AndroidStudioProjects/example/com.android.runtime.debug/bin/linker64 
[  1] C87DDFF9-3A23-6A5B-654C-9182F7C24A0D 0x0000007dd64d7000 /home/k/Desktop/AndroidStudioProjects/example/com.android.runtime.debug/bin/linker64

断点命令

1
2
3
br s -n __loader_dlopen # 断点符号
br s -f dlfcn.cpp -l 138 # 在指定文件数断点：在 dlfcn.cpp 139 行进行drd
c # continue 在当前进程中继续执行所有线程
接下来就是常规的一步一步跟进调试了，dlopen 加载流程分析以及 ELF 解析这个我就不多费口舌了，网上资料一大堆～