android实际技术困难及解决（Android12疑难崩溃解决之路）
android实际技术困难及解决（Android12疑难崩溃解决之路）Android的art虚拟机是带着verbose log的。它是按照模块分类的，平时不会打开。需要启动art的时候通过传参让它打开。带着上述的诸多疑问，我们发现目前的数据不足以我们进行分析，我们需要更多的和Verify有关的信息才能处理问题。从调用栈的信息我们看到最顶层的Error是NoClassDefFoundError，但他是由下面的VerifyError引起的。这个调用栈显示正在进行正常的启动过程。Rejecting re-init on previously-failed class 显示com.uc.webkit.impl.WebViewChromiumFactoryProvider应该已经尝试过Verify，但是Error了。按照常理应该还有一个VerifyError的抛出。但找了多个崩溃日志都没有发现第一次VerifyError抛出的位置。另外，这个VerifyError的
作者：林作健
UC内核在Android 12上发现一个致命的崩溃。约有10%的用户在冷启动的时候会遇到这个问题，严重影响了UC内核的发布。它的调用栈是这样的：
10-12 19:03:21.461 1038 2723 I id.AlipayGphon: Rejecting re-init on previously-failed class java.lang.Class<com.uc.webkit.impl.WebViewchromiumFactoryProvider>: java.lang.VerifyError: Verifier rejected class com.uc.webkit.impl.WebViewChromiumFactoryProvider: com.uc.webkit.an com.uc.webkit.impl.WebViewChromiumFactoryProvider.g() failed to verify: com.uc.webkit.an com.uc.webkit.impl.WebViewChromiumFactoryProvider.g(): [0x15] can't resolve returned type 'Unresolved Reference: com.uc.webkit.an' or 'Unresolved Reference: com.uc.webkit.impl.ak' (declaration of 'com.uc.webkit.impl.WebViewChromiumFactoryProvider' appears in /data/user/0/com.eg.android.AlipayGphone/app_h5container/uc/3.22.2.28.21092218119_64/so/core.jar)
10-12 19:03:21.461 1038 2723 I id.AlipayGphon: (Throwable with empty stack trace)
10-12 19:03:21.464 1038 2723 E WebViewEntry: init error and prepare native crash
10-12 19:03:21.464 1038 2723 E WebViewEntry: java.lang.NoClassDefFoundError: com.uc.webkit.impl.WebViewChromiumFactoryProvider
10-12 19:03:21.464 1038 2723 E WebViewEntry: at com.uc.webkit.impl.WebViewChromiumFactoryProvider.i(Unknown Source:0)
10-12 19:03:21.464 1038 2723 E WebViewEntry: at com.uc.webkit.WebViewEntry.p(U4Source:193)
10-12 19:03:21.464 1038 2723 E WebViewEntry: at com.uc.webkit.bg.run(Unknown Source:0)
10-12 19:03:21.464 1038 2723 E WebViewEntry: at android.os.Handler.handleCallback(Handler.java:938)
10-12 19:03:21.464 1038 2723 E WebViewEntry: at android.os.Handler.dispatchMessage(Handler.java:99)
10-12 19:03:21.464 1038 2723 E WebViewEntry: at android.os.Looper.loopOnce(Looper.java:201)
10-12 19:03:21.464 1038 2723 E WebViewEntry: at android.os.Looper.loop(Looper.java:288)
10-12 19:03:21.464 1038 2723 E WebViewEntry: at android.os.HandlerThread.run(HandlerThread.java:67)
10-12 19:03:21.464 1038 2723 E WebViewEntry: Caused by: java.lang.VerifyError: Verifier rejected class com.uc.webkit.impl.WebViewChromiumFactoryProvider: com.uc.webkit.an com.uc.webkit.impl.WebViewChromiumFactoryProvider.g() failed to verify: com.uc.webkit.an com.uc.webkit.impl.WebViewChromiumFactoryProvider.g(): [0x15] can't resolve returned type 'Unresolved Reference: com.uc.webkit.an' or 'Unresolved Reference: com.uc.webkit.impl.ak' (declaration of 'com.uc.webkit.impl.WebViewChromiumFactoryProvider' appears in /data/user/0/com.eg.android.AlipayGphone/app_h5container/uc/3.22.2.28.21092218119_64/so/core.jar)
不解决这个问题我们的内核可能无法在Android 12上启用了，对于内核来说又是一个生死攸关的问题。这个问题正常操作无法重现，只能通过monkey疯狂冷启动才能偶现。
另外一个背景是UC浏览器把sdk level提高到了30才引发这个问题。
调用栈分析从调用栈的信息我们看到最顶层的Error是NoClassDefFoundError，但他是由下面的VerifyError引起的。这个调用栈显示正在进行正常的启动过程。
Rejecting re-init on previously-failed class 显示com.uc.webkit.impl.WebViewChromiumFactoryProvider应该已经尝试过Verify，但是Error了。按照常理应该还有一个VerifyError的抛出。但找了多个崩溃日志都没有发现第一次VerifyError抛出的位置。
另外，这个VerifyError的 Caused by: java.lang.VerifyError位置应该后面还跟着它第一次Verify的调用栈，但它却显示(Throwable with empty stack trace)。
黑科技分析：手段一带着上述的诸多疑问，我们发现目前的数据不足以我们进行分析，我们需要更多的和Verify有关的信息才能处理问题。
Android的art虚拟机是带着verbose log的。它是按照模块分类的，平时不会打开。需要启动art的时候通过传参让它打开。
我们尝试了wrapper技术，即在lib目录加上文件wrapper.sh，系统就会用wrapper.sh启动虚拟机，而不是通过Zygote。很遗憾这个手段没有作用，分析了AndroidRuntime.cpp里面的源码后，我们发现wrapper传入的虚拟机参赛会被它过滤掉，完全无视。
我们只能使用正经途径之外的方法了。
上图是Verbose log的结构，我们看到有个全局变量gLogVerbosity控制这它们的开关。我们能不能通过修改gLogVerbosity达到启动verbose log的目的？
UC内核有着一系列强大的黑科技组合。适应这种需求的黑科技是symbol_resolver模块。这个技术能够从/proc/self/maps文件里面分析指名的so映射的位置，并通过elf解析拿到所有的符号，然后我们就能够从Key-Value对里面找到想要的符号的位置。
用这个技术我们很快定位了libart.so里面的gLogVerbosity位置，并且当作一个bool数组把verifier和verifier_debug项置为true。于是我们有了新的log：
Verification failed on class org.chromium.ui.base.WindowAndroid in /data/user/0/com.eg.android.AlipayGphone/app_h5container/uc/3.22.2.31.10191532_64/so/core.jar because: Verifier rejected class org.chromium.ui.base.WindowAndroid: android.os.IBinder org.chromium.ui.base.WindowAndroid.getWindowToken() failed to verify: android.os.IBinder org.chromium.ui.base.WindowAndroid.getWindowToken(): [0x10] can't resolve returned type 'Unresolved Reference: android.os.IBinder' or 'Reference: android.os.IBinder'
VFY: android.os.IBinder org.chromium.ui.base.WindowAndroid.getWindowToken()[0x0] : Processing const/4 v1 # 0
0:[Undefined] 1:[Undefined] 2:[Reference: org.chromium.ui.base.WindowAndroid]
VFY: android.os.IBinder org.chromium.ui.base.WindowAndroid.getWindowToken()[0x1] : Processing iget-object v0 v2 Ljava/lang/ref/WeakReference; org.chromium.ui.base.WindowAndroid.e // field@7982
0:[Undefined] 1:[Zero/null] 2:[Reference: org.chromium.ui.base.WindowAndroid]
VFY: android.os.IBinder org.chromium.ui.base.WindowAndroid.getWindowToken()[0x3] : Processing invoke-virtual {v0} java.lang.Object java.lang.ref.WeakReference.get() // method@7347
0:[Reference: java.lang.ref.WeakReference] 1:[Zero/null] 2:[Reference: org.chromium.ui.base.WindowAndroid]
VFY: android.os.IBinder org.chromium.ui.base.WindowAndroid.getWindowToken()[0x6] : Processing move-result-object v0
0:[Reference: java.lang.ref.WeakReference] 1:[Zero/null] 2:[Reference: org.chromium.ui.base.WindowAndroid]
VFY: android.os.IBinder org.chromium.ui.base.WindowAndroid.getWindowToken()[0x7] : Processing check-cast v0 android.content.Context // type@TypeIndex[61]
0:[Reference: java.lang.Object] 1:[Zero/null] 2:[Reference: org.chromium.ui.base.WindowAndroid]
VFY: android.os.IBinder org.chromium.ui.base.WindowAndroid.getWindowToken()[0x9] : Processing invoke-static {v0} android.app.Activity org.chromium.ui.base.WindowAndroid.a(android.content.Context) // method@17017
0:[Reference: android.content.Context] 1:[Zero/null] 2:[Reference: org.chromium.ui.base.WindowAndroid]
VFY: android.os.IBinder org.chromium.ui.base.WindowAndroid.getWindowToken()[0xc] : Processing move-result-object v0
0:[Reference: android.content.Context] 1:[Zero/null] 2:[Reference: org.chromium.ui.base.WindowAndroid]
VFY: android.os.IBinder org.chromium.ui.base.WindowAndroid.getWindowToken()[0xd] : Processing if-nez v0 4
0:[Reference: android.app.Activity] 1:[Zero/null] 2:[Reference: org.chromium.ui.base.WindowAndroid]
VFY: android.os.IBinder org.chromium.ui.base.WindowAndroid.getWindowToken()[0xf] : Processing move-object v0 v1
0:[Reference: android.app.Activity] 1:[Zero/null] 2:[Reference: org.chromium.ui.base.WindowAndroid]
VFY: android.os.IBinder org.chromium.ui.base.WindowAndroid.getWindowToken()[0x10] : Processing return-object v0
0:[Zero/null] 1:[Conflict] 2:[Conflict]
VFY: android.os.IBinder org.chromium.ui.base.WindowAndroid.getWindowToken()[0x11] : Processing invoke-virtual {v0} android.view.Window android.app.Activity.getWindow() // method@26
0:[Reference: android.app.Activity] 1:[Zero/null] 2:[Reference: org.chromium.ui.base.WindowAndroid]
VFY: android.os.IBinder org.chromium.ui.base.WindowAndroid.getWindowToken()[0x14] : Processing move-result-object v0
0:[Reference: android.app.Activity] 1:[Zero/null] 2:[Reference: org.chromium.ui.base.WindowAndroid]
VFY: android.os.IBinder org.chromium.ui.base.WindowAndroid.getWindowToken()[0x15] : Processing if-nez v0 4
0:[Reference: android.view.Window] 1:[Zero/null] 2:[Reference: org.chromium.ui.base.WindowAndroid]
VFY: android.os.IBinder org.chromium.ui.base.WindowAndroid.getWindowToken()[0x17] : Processing move-object v0 v1
0:[Reference: android.view.Window] 1:[Zero/null] 2:[Reference: org.chromium.ui.base.WindowAndroid]
VFY: android.os.IBinder org.chromium.ui.base.WindowAndroid.getWindowToken()[0x18] : Processing goto -8
0:[Zero/null] 1:[Zero/null] 2:[Reference: org.chromium.ui.base.WindowAndroid]
VFY: android.os.IBinder org.chromium.ui.base.WindowAndroid.getWindowToken()[0x19] : Processing invoke-virtual {v0} android.view.View android.view.Window.peekDecorView() // method@1459
0:[Reference: android.view.Window] 1:[Zero/null] 2:[Reference: org.chromium.ui.base.WindowAndroid]
VFY: android.os.IBinder org.chromium.ui.base.WindowAndroid.getWindowToken()[0x1c] : Processing move-result-object v0
0:[Reference: android.view.Window] 1:[Zero/null] 2:[Reference: org.chromium.ui.base.WindowAndroid]
VFY: android.os.IBinder org.chromium.ui.base.WindowAndroid.getWindowToken()[0x1d] : Processing if-nez v0 4
0:[Reference: android.view.View] 1:[Zero/null] 2:[Reference: org.chromium.ui.base.WindowAndroid]
VFY: android.os.IBinder org.chromium.ui.base.WindowAndroid.getWindowToken()[0x1f] : Processing move-object v0 v1
0:[Reference: android.view.View] 1:[Zero/null] 2:[Reference: org.chromium.ui.base.WindowAndroid]
VFY: android.os.IBinder org.chromium.ui.base.WindowAndroid.getWindowToken()[0x20] : Processing goto -16
0:[Zero/null] 1:[Zero/null] 2:[Reference: org.chromium.ui.base.WindowAndroid]
VFY: android.os.IBinder org.chromium.ui.base.WindowAndroid.getWindowToken()[0x21] : Processing invoke-virtual {v0} android.os.IBinder android.view.View.getWindowToken() // method@1318
0:[Reference: android.view.View] 1:[Zero/null] 2:[Reference: org.chromium.ui.base.WindowAndroid]
VFY: android.os.IBinder org.chromium.ui.base.WindowAndroid.getWindowToken()[0x24] : Processing move-result-object v0
0:[Reference: android.view.View] 1:[Zero/null] 2:[Reference: org.chromium.ui.base.WindowAndroid]
VFY: android.os.IBinder org.chromium.ui.base.WindowAndroid.getWindowToken()[0x25] : Processing goto -21
0:[Reference: android.os.IBinder] 1:[Zero/null] 2:[Reference: org.chromium.ui.base.WindowAndroid]
VFY: android.os.IBinder org.chromium.ui.base.WindowAndroid.getWindowToken()[0x25] : Merging at [0x25] to [0x10]:
0:[Zero/null] 1:[Conflict] 2:[Conflict] MERGE
0:[Reference: android.os.IBinder] 1:[Zero/null] 2:[Reference: org.chromium.ui.base.WindowAndroid] ==
0:[Reference: android.os.IBinder] 1:[Conflict] 2:[Conflict]
VFY: android.os.IBinder org.chromium.ui.base.WindowAndroid.getWindowToken()[0x10] : Processing return-object v0
0:[Reference: android.os.IBinder] 1:[Conflict] 2:[Conflict]
Rejecting opcode return-object v0
Register Types:
0: Undefined
1: Conflict
2: null
3: Boolean
4: Byte
5: Short
6: Char
7: Integer
8: Long (Low Half)
9: Long (High Half)
10: Float
11: Double (Low Half)
12: Double (High Half)
13: Precise Constant: -1
14: Zero/null
15: Precise Constant: 1
16: Precise Constant: 2
17: Precise Constant: 3
18: Precise Constant: 4
19: Reference: org.chromium.ui.base.WindowAndroid
20: Reference: java.lang.Object
21: Reference: java.lang.ref.WeakReference
22: Reference: java.lang.ref.Reference
23: Reference: android.content.Context
24: Reference: android.app.Activity
25: Unresolved Reference: android.os.IBinder
26: Reference: android.view.Window
27: Reference: android.view.View
28: Reference: android.os.IBinder
Dumping instructions and register lines:
0:[Undefined] 1:[Undefined] 2:[Reference: org.chromium.ui.base.WindowAndroid]
0x0000: V-O-B-- const/4 v1 # 0
0x0001: V-O---- iget-object v0 v2 Ljava/lang/ref/WeakReference; org.chromium.ui.base.WindowAndroid.e // field@7982
0x0003: V-O---- invoke-virtual {v0} java.lang.Object java.lang.ref.WeakReference.get() // method@7347
0x0006: V-O---- move-result-object v0
0x0007: V-O--G- check-cast v0 android.content.Context // type@TypeIndex[61]
0x0009: V-O---- invoke-static {v0} android.app.Activity org.chromium.ui.base.WindowAndroid.a(android.content.Context) // method@17017
0x000c: V-O---- move-result-object v0
0x000d: V-O---- if-nez v0 4
0x000f: V-O---- move-object v0 v1
0:[Reference: android.os.IBinder] 1:[Conflict] 2:[Conflict]
0x0010: VCO-B-R return-object v0
0:[Reference: android.app.Activity] 1:[Zero/null] 2:[Reference: org.chromium.ui.base.WindowAndroid]
0x0011: V-O-B-- invoke-virtual {v0} android.view.Window android.app.Activity.getWindow() // method@26
0x0014: V-O---- move-result-object v0
0x0015: V-O---- if-nez v0 4
0x0017: V-O---- move-object v0 v1
0x0018: V-O---- goto -8
0:[Reference: android.view.Window] 1:[Zero/null] 2:[Reference: org.chromium.ui.base.WindowAndroid]
0x0019: V-O-B-- invoke-virtual {v0} android.view.View android.view.Window.peekDecorView() // method@1459
0x001c: V-O---- move-result-object v0
0x001d: V-O---- if-nez v0 4
0x001f: V-O---- move-object v0 v1
0x0020: V-O---- goto -16
0:[Reference: android.view.View] 1:[Zero/null] 2:[Reference: org.chromium.ui.base.WindowAndroid]
0x0021: V-O-B-- invoke-virtual {v0} android.os.IBinder android.view.View.getWindowToken() // method@1318
0x0024: V-O---- move-result-object v0
0x0025: V-O---- goto -21
Setting org.chromium.ui.base.WindowAndroid to erroneous.
这个log最值得关注的有两点：
1、[0x10] can't resolve returned type 'Unresolved Reference: android.os.IBinder' or 'Reference: android.os.IBinder' VFY: android.os.IBinder org.chromium.ui.base.WindowAndroid.getWindowToken()[0x0] : Processing const/4 v1 # 0
根据打log的代码，我们看到return_type对应着'Unresolved Reference: android.os.IBinder'。
但return_type的来源是：
而GetMethodReturnType:
会调用FromDescriptor：
会调用ResolveClass，ResolveClass会调用ClassLinker::FindClass，FindClass有个显而易见的失败前提是：
也就是在当前线程是RuntimeThread的时候，会拒绝FindClass。因为这可能会导致class进入初始化过程，导致它调用class里面static block中的class初始化函数。在RuntimeThread缺少允许java 函数的环境，不能允许它这么做。
难道由于当前线程是Runtime Thread吗？是的话这个Thread是哪个Runtime Thread？难道是gc thread吗？
2、对这个日志前后的Verify动作进行分析。发现正常能Verify过的线程，都有load class的日志。但出问题的这条线程一条load class的日志都没有，后面它还因为同样的原因Verify失败了好几个class。这更加肯定失败的线程是一个Runtime Thread。另外前面提到的VerifyError没有调用栈记录的现象也在侧面印证这是个Runtime Thread。因为Runtime Thread没有Java环境，不能调用Java函数，所以没有记录。但我们还是需要找到这个线程是什么。为此我们动用了第二个黑科技。
黑科技分析：手段二通过观察代码，我们发现VerifyError都是通过同一个函数抛出的：
我们也能找到它的全局符号，所以我们只需要在这个符号的位置加上执行马上崩溃的代码，然后让monkey触发这个问题就能处理它了。
这里有个问题：android为了安全的原因禁止我们把代码段的权限改为可写。
如何安全的把代码段改了呢？我们使用了/prof/self/mem技术：打开/proc/self/mem文件，然后用pwrite api往符号的位置写入必崩代码。
这样我们就发现了Verify失败的那个线程：
我们拿到了线程名Verification th。也拿到了线程启动的调用栈。他是从ThreadPool启动的，ThreadPool中的Thread都是RuntimeThread，坐实了之前的猜测。线程运行的任务是BackgroundVerificationTask。可以迅速找到它启动的位置：
再找一下是这个提交出的问题：
commit 0d5f6402ff925ac1385ccb349f8a2798a4816458 Author: Nicolas Geoffray ngeoffray@google.com Date: Tue Apr 13 13:05:36 2021 0100
Only run background verification when dexPathList is set.
Otherwise the runtime will not be able to find the classes.
Test: 692-vdex-secondary-loader
Bug: 185088679
Change-Id: Idd39eabe00faa017aa5254f7188e7adbcaa23c74
diff --git a/dalvik/src/main/java/dalvik/system/BaseDexClassLoader.java b/dalvik/src/main/java/dalvik/system/BaseDexClassLoader.java
index 710a88cc6d0..afbc9ec9de7 100644
--- a/dalvik/src/main/java/dalvik/system/BaseDexClassLoader.java
b/dalvik/src/main/java/dalvik/system/BaseDexClassLoader.java
@@ -128 6 128 9 @@ public class BaseDexClassLoader extends ClassLoader {
: Arrays.copyOf(sharedLibraryLoaders sharedLibraryLoaders.length);
this.pathList = new DexPathList(this dexPath librarySearchPath null isTrusted);
// Run background verification after having set 'pathList'.
this.pathList.maybeRunBackgroundVerification(this);
reportClassLoaderChain();
}
@@ -186 6 189 8 @@ public class BaseDexClassLoader extends ClassLoader {
this.sharedLibraryLoaders = null;
this.pathList = new DexPathList(this librarySearchPath);
this.pathList.initByteBufferDexPath(dexFiles);
// Run background verification after having set 'pathList'.
this.pathList.maybeRunBackgroundVerification(this);
}
@Override
用git tag --contain命令找了下，发现确实是android 12 beta版开始带上的。
解决方案除了向谷歌报告问题，抱怨一通之外我们还是要找到解决方案。谷歌说他们下一版android 12的12月更新就会解决这个问题，但很多老机器根本不更新，所以他们是指望不上的了。
我们必须从OatFileManager::RunBackgroundVerification函数里面找到逼迫它不要启动后台验证线程的方法。我们的目光很快落在了：
上面。因为我们还是能控制文件名的。前面的逻辑也有判断sdk level，只要sdk level<=29也不会启动这个线程，但UC浏览器已经把sdk level打开到30了（这也印证了背景提到UC浏览器把sdk level提高到30才出现）。
观察了函数DexLocationToOdexFilename，发现一行很有帮助：
// Get the base part of the file without the extension.
std::string file = location.substr(pos 1);
pos = file.rfind('.');
if (pos == std::string::npos) {
*error_msg = "Dex location " location " has no extension.";
return false;
}
只要我们让它找不到suffix separator "."就能迫使它退出了。
结果对android 12使用了软链接core.jar为corejar的方法后， 这个问题就消失了。威胁UC内核的怪兽被打败了，世界又恢复往日的和平。
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