iOS崩溃堆栈信息

在我们日常开发过程中,经常会遇见程序的崩溃,然后会出现一大堆的堆栈信息.

一．场景

当我们收集iOS的崩溃信息时，获取到的崩溃堆栈一般是如下的形式，全是十六进制的内存地址形式：

这样的格式我们很难看出实际含义，无法定位问题代码，只有将它们转化为可读的形式才有意义：

如上所示，我们一眼就能看明白，这次崩溃发生在ViewController.m文件的68行，对应的方法是rangeException。那么这样的符号化又是如何实现的呢？

我们知道，开发者在使用Xcode开发调试App时，一旦遇到崩溃问题，开发者可以直接使用Xcode的调试器定位分析崩溃堆栈。但如果App发布上线，用户的手机发生了崩溃，我们就只能通过分析系统记录的崩溃日志来定位问题，在这份崩溃日志文件中，会指出App出错的函数内存地址，关键的问题，崩溃日志中只有地址，类似 0x2312e92f这种，这看起来岂不是相当头疼，那怎么办呢？

幸好有dSYM文件的存在，它是帮助苦逼的码农有效定位bug问题的重要途径。崩溃堆栈里的函数地址可以借助dSYM文件来找到具体的文件名、函数名和行号信息的。实际上，在使用Xcode的Organizer查看崩溃日志时，就是根据本地存储的.dSYM文件进行了符号化的操作。

二．Xcode符号化工具

Xcode本身也提供了几个工具来帮助开发者执行函数地址符号化的操作

1、symbolicatecrash

symbolicatecrash是一个将堆栈地址符号化的脚本，输入参数是苹果官方格式的崩溃日志及本地的.dSYM文件，

执行方式如下：

Symbolicatecrash + 崩溃日志 + APP对应的.dSYM文件 + > + 输出到的文件，

但使用symbolicatecrash工具有很大的限制

(1)只能分析官方格式的崩溃日志，需要从具体的设备中导出，获取和操作都不是很方便

(2)符号化的结果也是没有具体的行号信息的，也经常会出现符号化失败的情况。

实际上, Xcode的Organizer内置了symbolicatecrash工具，所以开发者才可以直接看到符号化的崩溃堆栈日志。

2、atos

更普遍的情况是，开发者能获取到错误堆栈信息，而使用atos工具就是把地址对应的具体符号信息找到。它是一个可以把地址转换为函数名（包括行号）的工具，

执行方式如下：

atos -o executable -arch architecture -l loadAddress address

说明：

loadAddress 表示函数的动态加载地址，对应崩溃地址堆栈中 + 号前面的地址，即0x00048000

address 表示运行时地址、对应崩溃地址堆栈中第一个地址，即0x0004fbed  ，实际上，崩溃地址堆栈中+号前后的地址相加即是运行时地址，即0x00048000+ 31720= 0x0004fbed

执行命令查询地址的符号，可以看到如下结果：

-[ViewController rangeException:] (in xx)(ViewController.m:68)

三．堆栈符号化原理

那么，如果我们自己来符号化堆栈，又该怎么实现呢？这里需要处理两种符号，包括用户符号和系统符号。

1、用户堆栈的符号化

符号化的依据来自dSYM文件， dSYM文件也是Mach-o格式，我们按照Mach-o格式一步一步解析即可。

从图上我们可以大概的看出Mach-O可以分为3个部分

(1)Header

(2)Segment

(3)section

如图所示，header后面是segment，然后再跟着section，而一个segment是可以包含多个section的。

我们把dSYM文件放入可视化工具:

该dSYM文件包含armv7和arm64两种架构的符号表，我们只看armv7(arm64同理)，它偏移64，直接定位到64(0x00000040),这里就是上面的Mach Header信息

跟我们符号表有关的两个地方，一是”LC_SYMTAB”, 二是“LC_SEGMENT(__DWARF)” -> “Section Header(__debug_line)”。

LC_SYMTAB信息

定位地址: 偏移4096 + 64(0x1040),得到函数符号信息模块”Symbols”,把函数符号解析出来，比如第一个函数: “-[DKDLicenseAgreeementModel isAuthorize]”对应的内存地址:模块地址+43856

“__debug_line”模块

这个模块里包含有代码文件行号信息，根据dwarf格式去一个一个解析

首先定位到SEGMENT：LC_SEGMENT(__DWARF)，再定位到Section:__debug_line

它的偏移值:4248608,  4248608+ 64 = 0x40D460，定位到“Section(__DWARF,__debug_line)”

这里面就是具体的行号信息，根据dwarf格式去解析

解析出来的结果如下:

第一列是起始内存地址，第二列是结束内存地址，第三列是对应的函数名、文件名、行号信息，这样我们捕获到任意的崩溃信息后，都可以很轻松的还原了。