作者介绍：王竞原，负责网游刀锋铁骑项目，使用C++10年左右，非常喜欢使用C++，特别是C++11。希望能与广大的C++爱好者多交流。

一、什么是Android的C/C++ NativeCrash

Android上的Crash可以分两种：

1、Java Crash
Java代码导致jvm退出，弹出“程序已经崩溃”的对话框，最终用户点击关闭后进程退出。
Logcat 会在“AndroidRuntime”tag下输出Java的调用栈。

2、Native Crash
通过NDK，使用C/C++开发，导致进程收到错误信号，发生Crash，Android 5.0之前进程直接退出（闪退） , Android 5.0之后会弹“程序已崩溃”的对话框。

Logcat 会在“debug”tag下输出dump信息：

• 错误信号：11是信号量sigNum，SIGSEGV是信号的名字，SEGV_MAPERR是SIGSEGV下的一种类型。
• 寄存器快照：进程收到错误信号时保存下来的寄存器快照，其中PC寄存器存储的就是下个要运行的指令（出错的位置）。
• 调用栈：#00是栈顶，#02是栈底，#02调用#01调用#00方法，#00的方法时libspirit.so中的Spirit类下的testCrash方法，出错的地方是testCrash方法内汇编偏移17（不是行号哦！）

二、什么是错误信号

Android本质就是一个Linux，信号跟Linux信号是同一个东西，信号本身是用于进程间通信的没有正确错误之分，但官方给一些信号赋予了特定的含义及特定处理动作，

通常我们说的错误信号有5个（Bugly全部都能上报），系统默认处理就是dump出堆栈，并退出进程：

通常的来源有三个：
1、硬件发生异常，即硬件(通常是CPU)检测到一个错误条件并通知Linux内核，内核处理该异常，给相应的进程发送信号。硬件异常的例子包括执行一条异常的机器语言指令，诸如，被0除，或者引用了无法访问的内存区域。大部分信号如果没有被进程处理，默认的操作就是杀死进程。在本文中，SIGSEGV(段错误)，SIGBUS(内存访问错误)，SIGFPE(算数异常)属于这种信号。

2、进程调用的库发现错误，给自己发送中止信号，默认情况下，该信号会终止进程。在本文中，SIGABRT(中止进程)属于这种信号。

3、用户（手贱）或第三方App（恶意）通过kill-信号 pid的方式给错误进程发送，这时signal中的si_code会小于0。

三、抖几个常见错误

1. 空指针

代码示例

int* p = 0; //空指针
*p = 1; //写空指针指向的内存，产生SIGSEGV信号，造成Crash

原因分析

在进程的地址空间中，从0开始的第一个页面的权限被设置为不可读也不可写，当进程的指令试图访问该页面中的地址时(如读取空指针指向的内存)，处理器就会产生一个异常，然后Linux内核会给该进程发送一个段错误信号(SIGSEGV)，默认的操作就是杀死进程，并产生core文件。

解决方法

在使用指针前加以判断，如果为空，则是不可访问的。

Bug评述

空指针是很容易出现的一种bug，在代码量大，赶开发进度时很容易出现，但是它也很容易被发现和修复。

2. 野指针

代码示例

int* p; //野指针，未初始化，其指向的地址通常是随机的
*p = 1; //写野指针指向的内存，有可能不会马上Crash，而是破坏了别处的内存

原因分析

野指针指向的是一个无效的地址，该地址如果是不可读不可写的，那么会马上Crash(内核给进程发送段错误信号SIGSEGV)，这时bug会很快被发现。
如果访问的地址为可写，而且通过野指针修改了该处的内存，那么很有可能会等一段时间(其它的代码使用了该处的内存后)才发生Crash。这时查看Crash时显示的调用栈，和野指针所在的代码部分，有可能基本上没有任何关联。

解决方法

1. 在指针变量定义时，一定要初始化，特别是在结构体或类中的成员指针变量。
2. 在释放了指针指向的内存后，要把该指针置为NULL(但是如果在别的地方也有指针指向该处内存的话，这种方式就不好解决了)。
3. 野指针造成的内存破坏的问题，有时候光看代码很难查找，通过代码分析工具也很难找出，只有通过专业的内存检测工具，才能发现这类bug。

Bug评述

野指针的bug，特别是内存破坏的问题，有时候查起来毫无头绪，没有一点线索，让开发者感觉到很茫然和无助( Bugly上报的堆栈看不出任何问题)。可以说内存破坏bug是服务器稳定性最大的杀手，也是C/C++在开发应用方面相比于其它语言(如Java, C#)的最大劣势之一。

3. 数组越界

代码示例

int arr[10];
arr[10] = 1; //数组越界，有可能不会马上Crash，而是破坏了别处的内存

原因分析

数组越界和野指针类似，访问了无效的地址，如果该地址不可读写，则会马上Crash(内核给进程发送段错误信号SIGSEGV)，如果修改了该处的内存，造成内存破坏，那么有可能会等一段时间才在别处发生Crash。

解决方法

1. 所有数组遍历的循环，都要加上越界判断。
2. 用下标访问数组时，要判断是否越界。
3. 通过代码分析工具可以发现绝大部分的数组越界问题。

Bug评述

数组越界也是一种内存破坏的bug，有时候与野指针一样也是很难查找的。

4. 整数除以零

代码示例

int a = 1;
int b = a / 0; //整数除以0，产生SIGFPE信号，导致Crash

原因分析

整数除以零总是产生SIGFPE(浮点异常，产生SIGFPE信号时并非一定要涉及浮点算术，整数运算异常也用浮点异常信号是为了保持向下兼容性)信号，默认的处理方式是终止进程，并生成core文件。

解决方法

在做整数除法时，要判断被除数是否为0的情况。

Bug评述

整数被0除的bug很容易被开发者忽视，因为通常被除数为0的情况在开发环境下很难出现，但是到了生产环境，庞大的用户量和复杂的用户输入，就很容易导致被除数为0的情况出现了。

5. 格式化输出参数错误

代码示例

//格式化参数错误，可能会导致非法的内存访问，从而造成宕机
char text[200];
snprintf(text,200,"Valid %u, Invalid %u %s", 1);//format格式不匹配

原因分析

格式化参数错误也和野指针类似，但是只会读取无效地址的内存，而不会造成内存破坏，因此其结果是要么打印出错乱的数据，要么访问了无读写权限的内存(收到段错误信号SIGSEGV)而立即宕机。

解决方法

1. 在书写输出格式和参数时，要做到参数个数和类型都要与输出格式一致。
2. 在GCC的编译选项中加入-wformat，让GCC在编译时检测出此类错误。

6、缓冲区溢出

代码示例

char szBuffer[10];
//由于函数栈是从高地址往低地址创建，而sprintf是从低地址往高地址打印字符，
//如果超出了缓冲区的大小，函数的栈帧会被破坏，在函数返回时会跳转到未知的地址上，
//基本上都会造成访问异常，从而产生SIGABRT或SIGSEGV，造成Crashsprintf(szBuffer, "Stack Buffer Overrun!111111111111111"  "111111111111111111111");

原因分析

通过往程序的缓冲区写超出其长度的内容，造成缓冲区的溢出，从而破坏函数调用的堆栈，修改函数调用的返回地址。如果不是黑客故意攻击，那么最终函数调用很可能会跳转到无法读写的内存区域，产生段错误信号SIGSEGV或SIGABRT，造成程序崩溃，并生成core文件。

解决方法

1. 检查所有容易产生漏洞的库调用，比如sprintf，strcpy等，它们都没有检查输入参数的长度。
2. 使用带有长度检查的库调用，如用snprintf来代替sprintf，或者自己在sprintf上封装一个带长度检查的函数。
3. 在GCC编译时，在-O1以上的优化行为下，使用-D_FORTIFY_SOURCE=level进行编译(其中level=1或2，level代表的是检测级别的不同，数值越大越严格)。这样GCC会在编译时报告缓冲区溢出的错误。
4. 在GCC编译时加上-fstack-protector或-fstack-protector-all选项，使得堆栈保护(stack-smashingprotector, SSP)功能生效。该功能会在编译后的汇编代码中插入堆栈检测的代码，并在运行时能够检测到栈破坏并输出报告。

Bug评述

缓冲区溢出是一种非常普遍、非常危险的漏洞，在各种操作系统、应用软件中广泛存在。黑客在进行攻击时，输入的字符串一般不会让程序崩溃，而是修改函数的返回地址，使程序跳转到别的地方，转而执行黑客安排好的指令，以达到攻击的目的。
缓冲区溢出后，调试生成的core，可以看见调用栈是混乱的，因为函数的返回地址已经被修改到随机的地址上去了。
服务器宕机后，如果core文件和可执行文件是匹配的，但是调用栈是错乱的，那么很大的可能性是发生了缓冲区溢出。

7、主动抛出异常

代码示例

  if ((*env)->ExceptionOccurred(env) != 0) {//动态库在内部运行出现错误时，大都会主动abort，终止运行abort(); //给当前进程发送信号SIGABRT}

解决方法

查看堆栈找出abort的原因

Bug评述

如果是程序主动abort的，通过堆栈加源码还是很好定位的，但往往abort的位置是在系统库中，就不好定位了，需要多查看系统API的使用方法，检查是否使用不当。