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HeapSnap
1、HeapSnap 是什么
HeapSnap 是一个定位内存泄露的工具,适用于Android平台。
主要特性如下:
对系统负载低
不需要修改目标进程的源代码
支持Andoroid上的大多数native进程
对函数调用栈自动进行解析,大多情况下不需要找带符号表的程序/库反查地址
支持Android多数较新的版本(Android4.0及以上)
需要root权限支持
2、HeapSnap 工具使用
先让目标进程加载libehapsnap.so,然后再使用kill命令发信号给目标进程去保存heap。下面介绍三种加载libehapsnap.so动态库的方法
2.1 使用heapsnap工具加载动态库
该方法通过进程注入的方式把代码加载到目标进程内。
把heapsnap和libheapsnap.so推送到机器(程序也可以推送到其它目录下)
adb shell chmod 0777 /data/local/tmp
adb push libheapsnap/libheapsnap.so /data/local/tmp/libheapsnap.so
adb shell chmod 0644 /data/local/tmp/libheapsnap.so
adb push heapsnap /data/local/tmp/heapsnap
adb shell chmod 0755 /data/local/tmp/heapsnap
通过adb或者串口登陆目标机器,开启malloc调试,并重启目标进程
setprop libc.debug.malloc 1
setprop libc.debug.malloc.options backtrace
stop;start
[执行你的应用]
加载动态库
/data/local/tmp/heapsnap -p -l /data/local/tmp/libheapsnap.so
通过signal 21获取目标进程的heap信息,并自动保存在/data/local/tmp/heap_snap目录下
kill -21 [pid]
多次在不同时间点获取目标进程的heap信息,并对这些heap信息进行比对,从而找出异常的内存分配
也可以选择在加载动态库时直接执行动态库中的函数保存heap信息,然后马上关闭动态库.以后每次获取heap信息都需要调用相同的命令:
/data/local/tmp/heapsnap -p -l /data/local/tmp/libheapsnap.so -o -f heapsnap_save
获取到的heap信息保存在: /data/local/tmp/heap_snap 目录下
对于已经加载库的进程,也可以这么调用获取heap信息.
2.2 LD_PRELOAD加载动态库
把libheapsnap.so推送到机器
adb shell chmod 0777 /data/local/tmp
adb push libheapsnap/libheapsnap.so /data/local/tmp/libheapsnap.so
adb shell chmod 0644 /data/local/tmp/libheapsnap.so
通过adb或者串口登陆目标机器,开启malloc调试,并重启目标进程(以mediaserver为例)
setprop libc.debug.malloc 1
stop media
LD_PRELOAD=/data/local/tmp/libheapsnap.so mediaserver &
也可以配置当前shell的环境变量,避免每次都要在目标进程前加"LD_PRELOAD"前缀
export LD_PRELOAD=/data/local/tmp/libheapsnap.so
mediaserver &
通过signal 21获取目标进程的heap信息,并自动保存文件到/data/local/tmp/heap_snap/目录下
kill -21 [pid]
多次在不同时间点获取目标进程的heap信息,并对这些heap信息进行比对,从而找出异常的内存分配
2.3 目标程序编译时候链接动态库
在目标程序的编译脚本中加入下面这行,然后在你的程序中调用heapsnap_save(),重新编译好的程序在启动时候会自动链接libheapsnap.so库。
缺点就是需要目标程序的源代码及编译环境。
LOCAL_SHARED_LIBRARIES := libheapsnap
可以参考src/leak_builtin.c代码
3、解析backtrace
使用heapsnap获得的heap信息,已经自动对地址做了解析,如下所示:
Heap Snapshot v1.0
Total memory: 33800
Allocation records: 3
Backtrace size: 32
z 0 sz 4096 num 8 bt 0000007f9a2b0e14 0000007f9a37f534 00000055828338bc 000000558283379c 0000007f9a37f6b0 0000005582833810
#00 pc 0000000000008e14 /system/lib64/libc_malloc_debug_leak.so (leak_malloc+408)
#01 pc 0000000000019534 /system/lib64/libc.so (malloc+24)
#02 pc 00000000000008bc /system/bin/leak_test
#03 pc 000000000000079c /system/bin/leak_test (main+28)
#04 pc 00000000000196b0 /system/lib64/libc.so (__libc_init+104)
#05 pc 0000000000000810 /system/bin/leak_test
通常,heapsnap所解析出来的backtrace信息已经能够大致判断出泄露点了。
但是有时候你需要更精确的解析,如果你手上有设备所对应的android环境,那么可以使用android提供的工具进行backtrace地址解析
android 6及早期版本
$ development/scripts/stack heap.txt > heap_info.txt
android7以后的版本
$ development/scripts/native_heapdump_viewer.py heap.txt > heap_info.txt
解析后的信息如下:
BYTES %TOTAL %PARENT COUNT ADDR LIBRARY FUNCTION LOCATION
0 0.00% 0.00% 0 APP
107808 100.00% 100.00% 198 ZYGOTE
107800 99.99% 99.99% 197 5d1b2c0678 /system/bin/leak_test do_arm64_start external/heapsnap.git/leak_test.c:?
107800 99.99% 100.00% 197 77cd006594 /system/lib64/libc.so __libc_init /proc/self/cwd/bionic/libc/bionic/libc_init_dynamic.cpp:109
98304 91.18% 91.19% 24 5d1b2c073c /system/bin/leak_test foo /proc/self/cwd/external/heapsnap.git/leak_test.c:9 (discriminator 1)
8472 7.86% 7.86% 172 5d1b2c0764 /system/bin/leak_test main /proc/self/cwd/external/heapsnap.git/leak_test.c:22
8472 7.86% 100.00% 172 77cd02a084 /system/lib64/libc.so sleep /proc/self/cwd/bionic/libc/upstream-freebsd/lib/libc/gen/sleep.c:58
8472 7.86% 100.00% 172 77cd05756c /system/lib64/libc.so nanosleep /proc/self/cwd/bionic/libc/arch-arm64/syscalls/nanosleep.S:7
8472 7.86% 100.00% 172 77cd2206bc [vdso] ??? ???
...
注意: 对于android7/8/9版本,需要打下面这个补丁,才能正常解析heapsnap保存下来的heap信息
$ cd android/development
$ patch -p1 < android_7_8_9_development_script.patch
4、注意点
注意arm/arm64版本的区别,如果调试的目标程序是32bit,请使用arm版本的heapsnap程序和libheapsnap.so库;如果调试的目标程序是64bit,就要使用arm64版本的heapsnap程序和libheapsnap.so库。
对于android 9/10及以后的版本,若你调试的对象是**/vendor目录下的程序,那么你必须把libheapsnap.so**文件也放到/vendor目录下,否则加载libheapsnap.so文件会失败。
对于android 7/8/9版本,在这几个版本中把获得的heap信息,以及解析脚本"native_heapdump_viewer.py"存在问题,heapsnap对heap信息有做了修正;也提供了补丁"android_7_8_9_development_script.patch"修正"native_heapdump_viewer.py"脚本的问题。
LD_PRELOAD环境变量只对当前的shell有效,如果进程是做为service由init启动,需要先stop该进程,然后在shell下启动进程.
一些具有AT_SECURE属性的进程或者环境,它们在link处理过程中会忽略掉LD_PRELOAD参数,即LD_PRELOAD对该类进程或环境不起作用.
使用heapsnap需要root权限.
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