[译]《iOS Crash Dump Analysis》- 错误

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原书为 iOS Crash Dump Analysis Book，已得作者授权，欢迎 star

在本章中，我们将学习错误的内存崩溃。

在崩溃报告中，我们可以通过异常类型 EXC_BAD_ACCESS (SIGSEGV) 或 EXC_BAD_ACCESS (SIGBUS)来进行区分。

我们来看看通过搜索互联网获得的一系列崩溃。

一般原则

在操作系统中，管理内存的方法是首先将连续的内存排序为内存页，然后将页面排序为段。 这允许将元数据属性分配给应用于该段内的所有页面的段。这允许我们的程序代码(程序 _TEXT _ )被设置为只读但可执行。提高了性能和安全性。

SIGBUS（总线错误）表示内存地址已正确映射到进程的地址区间，但不允许进程访问内存。

SIGSEGV（段冲突）表示存储器地址甚至没有映射到进程地址区间。

段冲突 （SEGV）崩溃

fud 崩溃

fud 程序是私有框架 MobileAccessoryUpdater中的一个未记录的进程。

在这里，我们显示了macOS上进程 fud的崩溃报告，为了便于演示，该报告已被截断：

Process:               fud [84641]
Path:                  /System/Library/PrivateFrameworks/
MobileAccessoryUpdater.framework/Support/fud
Identifier:            fud
Version:               106.50.4
Code Type:             X86-64 (Native)
Parent Process:        launchd [1]
Responsible:           fud [84641]
User ID:               0

Date/Time:             2018-06-12 08:34:15.054 +0100
OS Version:            Mac OS X 10.13.4 (17E199)
Report Version:        12
Anonymous UUID:        6C1D2091-02B7-47C4-5BF9-E99AD5C45875

Sleep/Wake UUID:       369D13CB-F0D3-414B-A177-38B1E560EEC7

Time Awake Since Boot: 240000 seconds
Time Since Wake:       47 seconds

System Integrity Protection: enabled

Crashed Thread:        1
  Dispatch queue: com.apple.fud.processing.queue

Exception Type:        EXC_BAD_ACCESS (SIGSEGV)
Exception Codes:       EXC_I386_GPFLT
Exception Note:        EXC_CORPSE_NOTIFY

Termination Signal:    Segmentation fault: 11
Termination Reason:    Namespace SIGNAL, Code 0xb
Terminating Process:   exc handler [0]

Thread 1 Crashed:: Dispatch queue:
 com.apple.fud.processing.queue
0   libdispatch.dylib               0x00007fff67fc6cbd
 _dispatch_continuation_push + 4
1   fud                             0x0000000101d3ce57
 __38-[FudController handleXPCStreamEvent:]_block_invoke + 593
2   libdispatch.dylib               0x00007fff67fbb64a
 _dispatch_call_block_and_release + 12
3   libdispatch.dylib               0x00007fff67fb3e08
 _dispatch_client_callout + 8
4   libdispatch.dylib               0x00007fff67fc8377
 _dispatch_queue_serial_drain + 907
5   libdispatch.dylib               0x00007fff67fbb1b6
 _dispatch_queue_invoke + 373
6   libdispatch.dylib               0x00007fff67fc8f5d
 _dispatch_root_queue_drain_deferred_wlh + 332
7   libdispatch.dylib               0x00007fff67fccd71
 _dispatch_workloop_worker_thread + 880
8   libsystem_pthread.dylib         0x00007fff68304fd2
 _pthread_wqthread + 980
9   libsystem_pthread.dylib         0x00007fff68304be9
 start_wqthread + 13

Thread 1 crashed with X86 Thread State (64-bit):
  rax: 0xe00007f80bd22039  rbx: 0x00007f80bd2202e0
    rcx: 0x7fffffffffffffff
    rdx: 0x011d800101d66da1
  rdi: 0x00007f80bd21a250  rsi: 0x0000000102c01000
    rbp: 0x0000700007e096c0
    rsp: 0x0000700007e09670
   r8: 0x0000000102c00010   r9: 0x0000000000000001
     r10: 0x0000000102c01000
     r11: 0x00000f80b5300430
  r12: 0x00007f80ba70c670  r13: 0x00007fff673c8e80
    r14: 0x00007f80bd201e00
    r15: 0x00007f80ba70cf30
  rip: 0x00007fff67fc6cbd  rfl: 0x0000000000010202
    cr2: 0x00007fff9b2f11b8

Logical CPU:     3
Error Code:      0x00000004
Trap Number:     14

我们显然有一个不好的内存问题，因为我们有一个EXC_BAD_ACCESS (SIGSEGV)（SIGSEGV）异常。 我们看到的错误代码是 14，在 https://github.com/apple/darwin-xnu 中这属于缺页中断。

由于 libdispatch是 Apple 开源的，我们甚至可以查找触发崩溃的函数。

我们看到：

#define dx_push(x, y, z) dx_vtable(x)->do_push(x, y, z)

DISPATCH_NOINLINE
static void
_dispatch_continuation_push(dispatch_queue_t dq,
   dispatch_continuation_t dc)
{
    dx_push(dq, dc, _dispatch_continuation_override_qos(dq,
 dc));
}

我们正在从一个有错误内存位置的数据结构中解除内存引用。

我们可以反汇编问题调用站点的macOS二进制文件/usr/lib/system/libdispatch.dylib。

在这里，我们使用 Hopper 进行脱壳：

__dispatch_continuation_push:
0000000000014c69 push       rbx
                             ; CODE XREF=__dispatch_async_f2+112,
                             j___dispatch_continuation_push
0000000000014c6a mov        rax, qword [rdi]
0000000000014c6d mov        r8, qword [rax+0x40]
0000000000014c71 mov        rax, qword [rsi+8]
0000000000014c75 mov        edx, eax
0000000000014c77 shr        edx, 0x8
0000000000014c7a and        edx, 0x3fff
0000000000014c80 mov        ebx, dword [rdi+0x58]
0000000000014c83 movzx      ecx, bh
0000000000014c86 je         loc_14ca3

rdi寄存器值似乎有问题，地址为 0x00007f80bd21a250

我们需要退一步，了解为什么我们有内存访问问题。

查看堆栈回溯，我们可以看到该程序使用跨进程通信（XPC）来完成其工作。 它有 handleXPCStreamEvent 函数。

这是一个常见的编程问题，当我们接收到一个数据有效负载时，就会出现解压缩有效负载和解释数据的问题。我们推测反序列化代码中有一个bug。这将给我们一个潜在的坏数据结构，我们取消引用会导致崩溃。

如果我们是fud程序的作者，我们可以对其进行更新以检查它获得的XPC数据，并确保遵循最佳实践进行数据的序列化/反序列化，例如使用接口定义层生成器。

LeakAgent 崩溃

苹果提供了 LeakAgent 程序作为其内存诊断工具的一部分。 它在 Xcode Instruments 中使用。

以下是崩溃报告， LeakAgent 发生了崩溃，为了便于演示而被截断：

Incident Identifier: 11ED1987-1BC9-4F44-900C-AD07EE6F7E26
CrashReporter Key:   b544a32d592996e0efdd7f5eaafd1f4164a2e13c
Hardware Model:      iPad6,3
Process:             LeakAgent [3434]
Path:                /Developer/Library/PrivateFrameworks/
DVTInstrumentsFoundation.framework/LeakAgent
Identifier:          LeakAgent
Version:             ???
Code Type:           ARM-64 (Native)
Role:                Unspecified
Parent Process:      DTServiceHub [1592]
Coalition:           com.apple.instruments.deviceservice
 [463]


Date/Time:           2018-07-19 14:16:57.6977 +0100
Launch Time:         2018-07-19 14:16:56.7734 +0100
OS Version:          iPhone OS 11.3 (15E216)
Baseband Version:    n/a
Report Version:      104

Exception Type:  EXC_BAD_ACCESS (SIGSEGV)
Exception Subtype: KERN_INVALID_ADDRESS at
 0x0000000000000000
VM Region Info: 0 is not in any region.
  Bytes before following region: 4371873792
      REGION TYPE                      START - END
                   [ VSIZE] PRT/MAX SHRMOD  REGION DETAIL
      UNUSED SPACE AT START
--->  
      __TEXT        0000000104958000-0000000104964000
       [   48K] r-x/r-x SM=COW  ...ork/LeakAgent

Termination Signal: Segmentation fault: 11
Termination Reason: Namespace SIGNAL, Code 0xb
Terminating Process: exc handler [0]
Triggered by Thread:  4

Thread 4 name:  Dispatch queue:
DTXChannel serializer queue [x1.c0]
Thread 4 Crashed:
0   libswiftDemangle.dylib          
0x0000000104f871dc 0x104f70000 + 94684
1   libswiftDemangle.dylib          
0x0000000104f8717c 0x104f70000 + 94588
2   libswiftDemangle.dylib          
0x0000000104f86200 0x104f70000 + 90624
3   libswiftDemangle.dylib          
0x0000000104f84948 0x104f70000 + 84296
4   libswiftDemangle.dylib          
0x0000000104f833a4 0x104f70000 + 78756
5   libswiftDemangle.dylib          
0x0000000104f73290 0x104f70000 + 12944
6   CoreSymbolication               
0x000000019241d638 demangle + 112
7   CoreSymbolication               
0x00000001923d16cc
 TRawSymbol<Pointer64>::name+ 54988 () + 72
8   CoreSymbolication               
0x0000000192404ff4
 TRawSymbolOwnerData<Pointer64>::
 symbols_for_name(CSCppSymbolOwner*, char const*,
    void + 266228 (_CSTypeRef) block_pointer) + 156
9   CoreSymbolication               
0x00000001923d9734
 CSSymbolOwnerGetSymbolWithName + 116
10  Symbolication                   
0x000000019bb2e7f4
 -[VMUObjectIdentifier _targetProcessSwiftReflectionVersion]
  + 120
11  Symbolication                   
0x000000019bb2f9d8
 -[VMUObjectIdentifier loadSwiftReflectionLibrary] + 36
12  Symbolication                   
0x000000019bb29ff0
 -[VMUObjectIdentifier initWithTask:symbolicator:scanner:]
  + 436
13  Symbolication                   
0x000000019baede10
 -[VMUTaskMemoryScanner _initWithTask:options:] + 2292
14  Symbolication                   
0x000000019baee304
 -[VMUTaskMemoryScanner initWithTask:options:] + 72
15  LeakAgent                       
0x000000010495b270 0x104958000 + 12912
16  CoreFoundation                  
0x0000000183f82580 __invoking___ + 144
17  CoreFoundation                  0x0000000183e61748
 -[NSInvocation invoke] + 284
18  DTXConnectionServices           
0x000000010499f230 0x104980000 + 127536
19  DTXConnectionServices           
0x00000001049947a4 0x104980000 + 83876
20  libdispatch.dylib               0x000000018386cb24
 _dispatch_call_block_and_release + 24
21  libdispatch.dylib               0x000000018386cae4
 _dispatch_client_callout + 16
22  libdispatch.dylib               0x0000000183876a38
 _dispatch_queue_serial_drain$VARIANT$mp + 608
23  libdispatch.dylib               0x0000000183877380
 _dispatch_queue_invoke$VARIANT$mp + 336
24  libdispatch.dylib               0x0000000183877d4c
 _dispatch_root_queue_drain_deferred_wlh$VARIANT$mp + 340
25  libdispatch.dylib               0x000000018388011c
 _dispatch_workloop_worker_thread$VARIANT$mp + 668
26  libsystem_pthread.dylib         0x0000000183b9fe70
 _pthread_wqthread + 860
27  libsystem_pthread.dylib         
0x0000000183b9fb08 start_wqthread + 4

Thread 4 crashed with ARM Thread State (64-bit):
    x0: 0x0000000000000000   x1: 0x0000000000000000   
    x2: 0xfffffffffffffff6
       x3: 0x0000000000000041
    x4: 0x0000000000000000   x5: 0x0000000104f97950   
    x6: 0x0000000000000006
       x7: 0x00000000ffffffff
    x8: 0x00000001050589d0   x9: 0x0000000104f840d8  
    x10: 0xffffffffffffd544
      x11: 0x0000000000000a74
   x12: 0x0000000000000002  x13: 0x00000000000002aa  
   x14: 0x00000000000002aa
     x15: 0x00000000000003ff
   x16: 0x0000000183b96360  x17: 0x0000000000200000  
   x18: 0x0000000000000000
     x19: 0x000000016b6d1ba0
   x20: 0x00000001050589a0  x21: 0x0000000000000000  
   x22: 0x0000000000000000
     x23: 0x0000000000000001
   x24: 0x00000000ffffffff  x25: 0x0000000000000006  
   x26: 0x0000000104f97950
     x27: 0x0000000000000000
   x28: 0x0000000000000009   fp: 0x000000016b6d19c0   
   lr: 0x0000000104f8717c
    sp: 0x000000016b6d1930   pc: 0x0000000104f871dc
    cpsr: 0x60000000

我们可以看到出错的内核地址是0x0000000000000000，所以它是一个空指针解引用。我们崩溃的调用站点是一个分解符号的 Swift 库。Xcode 工具试图从它在 iPad 上看到的活动中提供人类可读的对象类型定义。

如果我们是用户并视图分析我们的应用程序，然后在LeakAgent中遇到此错误，那么我们需要尝试找出避免该问题的方法。

由于问题是由于符号化造成的，所以明智的做法是清除构建目录，然后进行一次干净的构建。有时，Xcode更新会将我们切换到不兼容的新目标文件格式。 值得与另一个项目（可能是微不足道的测试程序）一起检查性能。 还有其他内存分析工具，例如我们正在运行的方案的诊断选项，因此可以用不同的方式进行内存分析。 有关更多信息，请参见下一章内存诊断 。

指针验证机制崩溃

之前，在 指针验证机制 一章中，我们看到了用户启用指针验证机制会导致崩溃。接下来我们看一些使用指针验证机制的系统库发生的崩溃。

Incident Identifier: 692E5696-6994-4FB3-B42D-C9317D956EE7
CrashReporter Key:   1f2cdb7448d354584634e8576c1e5257634fc0cd
Hardware Model:      iPhone12,1
Process:             get [1737]
Path:               
 /private/var/containers/Bundle/Application/2BF678BB-7CC6-4CAC-BF
49-0298B611F1BA/get.app/get
Identifier:         
 com.soul.merge.cat.cute.simulator.adventure.get
Version:             44 (1.4.4)
AppStoreTools:       11C29
AppVariant:          1:iPhone12,1:13
Code Type:           ARM-64 (Native)
Role:                Foreground
Parent Process:      launchd [1]
Coalition:          
 com.soul.merge.cat.cute.simulator.adventure.get [757]

Date/Time:           2019-12-26 09:54:15.6806 +0300
Launch Time:         2019-12-26 09:43:08.8423 +0300
OS Version:          iPhone OS 13.3 (17C54)
Release Type:        User
Baseband Version:    1.03.12
Report Version:      104

Exception Type:  EXC_BAD_ACCESS (SIGSEGV)
Exception Subtype: KERN_INVALID_ADDRESS at 0x41fc821e000001b0 ->
 0xffffff9e000001b0 (possible pointer authentication failure)
VM Region Info: 0xffffff9e000001b0 is not in any region.  Bytes
 after previous region: 18446743641528467889
      REGION TYPE                      START - END             [
 VSIZE] PRT/MAX SHRMOD  REGION DETAIL
      MALLOC_NANO            0000000280000000-00000002a0000000
 [512.0M] rw-/rwx SM=PRV
--->
      UNUSED SPACE AT END

Triggered by Thread:  27

Thread 27 name:
Thread 27 Crashed:
0   libEmbeddedSystemAUs.dylib          0x00000001d0246644
 InterruptionListener(void*, unsigned int, unsigned int, void
 const*) + 352 (AURemoteIO.cpp:257)
1   libEmbeddedSystemAUs.dylib          0x00000001d0246578
 InterruptionListener(void*, unsigned int, unsigned int, void
 const*) + 148 (AURemoteIO.cpp:256)
2   AudioToolbox                        0x00000001bd34e710
 AudioSessionPropertyListeners::CallPropertyListeners(unsigned
 int, unsigned int, void const*) + 596
 (AudioSessionPropertyListeners.cpp:146)
3   AudioToolbox                        0x00000001bd3ab564
 HandleAudioSessionCFTypePropertyChangedMessage(unsigned int,
 unsigned int, void*, unsigned int) + 1104 (AudioSession.cpp:932)
4   AudioToolbox                        0x00000001bd3aac1c
 ProcessDeferredMessage(unsigned int, __CFData const*, unsigned
 int, unsigned int) + 2540 (AudioSession.cpp:1050)
5   AudioToolbox                        0x00000001bd4187e0
 _XAudioSessionPingMessage + 688 (AudioSession.cpp:1161)
6   libAudioToolboxUtility.dylib        0x00000001bd4a76b4
 mshMIGPerform + 268 (MachServerHelper.c:450)
7   CoreFoundation                      0x00000001b1f207c4
 __CFRUNLOOP_IS_CALLING_OUT_TO_A_SOURCE1_PERFORM_FUNCTION__ + 60
 (CFRunLoop.c:1937)
8   CoreFoundation                      0x00000001b1f1fe90
 __CFRunLoopDoSource1 + 448 (CFRunLoop.c:2075)
9   CoreFoundation                      0x00000001b1f1aac8
 __CFRunLoopRun + 2144 (CFRunLoop.c:3098)
10  CoreFoundation                      0x00000001b1f19f40
 CFRunLoopRunSpecific + 480 (CFRunLoop.c:3192)
11  AVFAudio                            0x00000001beeb1f70
 GenericRunLoopThread::Entry(void*) + 160
 (GenericRunLoopThread.h:91)
12  AVFAudio                            0x00000001bef031fc
 CAPThread::Entry(CAPThread*) + 208 (CAPThread.cpp:286)
13  libsystem_pthread.dylib             0x00000001b1cad840
 _pthread_start + 168 (pthread.c:896)
14  libsystem_pthread.dylib             0x00000001b1cb59f4
 thread_start + 8

Thread 27 crashed with ARM Thread State (64-bit):
    x0: 0x0000000000000000   x1: 0x0000000000000000   x2:
 0x0000000000000100   x3: 0x0000000000000000
    x4: 0x00000000000020a0   x5: 0x0000000000000020   x6:
 0x0000000000000000   x7: 0x00000000000003da
    x8: 0x41fc821e00000000   x9: 0x0000000000000020  x10:
 0x0000000000000000  x11: 0x0000000000000202
   x12: 0x0000000000000002  x13: 0x0000000000000000  x14:
 0x0000000000000002  x15: 0x0000000000000001
   x16: 0x00000001b1c6b43c  x17: 0x00000001f0430630  x18:
 0x0000000000000000  x19: 0x0000000103823040
   x20: 0x00000001710287fc  x21: 0x00000000696e7472  x22:
 0x0000000108aa3b28  x23: 0x000000010fd10588
   x24: 0x000000010fd105a0  x25: 0x0000000064696564  x26:
 0x00000001fb421000  x27: 0x00000000006c9000
   x28: 0x0000000000000049   fp: 0x0000000171028660   lr:
 0xe970e981d0246578
    sp: 0x0000000171028600   pc: 0x00000001d0246644 cpsr:
 0x80000000
   esr: 0x56000080  Address size fault

Binary Images:
0x10005c000 - 0x102687fff get arm64 
 <bde08a08d8cf3e6b8cee8ab2cf246ccb>
 /var/containers/Bundle/Application/2BF678BB-7CC6-4CAC-BF49-0298B
611F1BA/get.app/get
.
.
0x1d01b7000 - 0x1d02c3fff libEmbeddedSystemAUs.dylib arm64e 
 <48e72efe02243faabf3e1760bb4c2731>
 /System/Library/Frameworks/AudioToolbox.framework/libEmbeddedSys
temAUs.dylib

这里，我们看到故障地址 0x41fc821e000001b0最高 24 位为41fc82。 这就是 指针校验验证码（PAC）。\index{PAC}

我们看到故障函数 InterruptionListener 使用两个指针作为参数，并且我们已经将寄存器 x8 的地址设置为0x41fc821e00000000。 因此，大概我们的失败代码正在使用该地址，加上一些小的偏移量 0x1b0。 这可能是由于使用了手动指针算法，导致使用了未经身份验证的指针。

感谢你阅读本文！ 🚀