JNI/OpenGL ES 加载代码期间非常规且狡猾的 Android 崩溃

Question

赏金

因为这对我来说是一个重要的问题，所以我悬赏了。我并不是在寻找确切的答案——无论什么答案引导我解决这个问题都会获得赏金。请确保您已看到下面的编辑。

编辑：我已经设法在 Gdb 死机时捕获它的崩溃（通过“adb shell setprop debug.db.uid 32767”），并注意到这与 Google 网上论坛上的此帖子。显示的回溯与我的崩溃线程相同（除了精确地址）。我承认，我不是调试工具向导，所以如果您对我应该寻找什么有任何想法，请告诉我。

我已经削减

了大部分相当大的应用程序的代码，以便应用程序执行以下操作：通过 JNI 包装器（来自 C++ --> Java）加载一堆纹理，以便 Java 库为我处理解码，从中生成 OpenGL 纹理，并将屏幕清除为相当漂亮但嘲讽的深蓝色。它在 libc 中正在死亡，但只有十分之一。

更糟糕的是，它甚至看起来与我编写的任何代码都没有关系——它似乎以延迟的方式发生，但它似乎与方便归咎的事情无关作为垃圾收集器。我自己的代码中没有发生崩溃的具体点——它似乎在每次运行的基础上发生变化。

更长的故事

我最终得到了一个标准的崩溃转储，其中的堆栈几乎没有告诉我任何信息，因为它有两个条目，一个指向 libc，另一个指向看起来无效或空堆栈帧的条目。 libc 中解析的符号是 pthread_mutex_unlock。我自己甚至不再使用这个函数，因为我已经不再需要多线程了。 （本机代码在表面视图中调用并仅进行渲染。）

pthread_mutex_unlock 会导致分段错误，通常位于地址 0，但有时会出现一个较小的值（小于 0x200）而不是 0。默认（也是最常见的）互斥体Bionic 只有一个可以发生段错误的指针，那就是指向 pthread_mutex_t 结构本身的指针。但是，更复杂的互斥体（有多个选项）可能会使用额外的指针。因此，很可能 libc 没问题，而 libdvm 存在问题（假设我可以信任我的堆栈跟踪）。

让我注意这个问题似乎只有在我执行以下两件事之一时才可以重现：禁用图像数据部分的加载（但仍然读取格式/尺寸信息）并保留用于将纹理加载到 OpenGL 的缓冲区未初始化，或者通过仅禁用最终的 glTexImage2D 调用来禁用 OpenGL 纹理的创建。

请注意，上述用于将纹理加载到 OpenGL 的缓冲区仅创建一次并销毁一次。我尝试放大它，并确定我不会受到特定于该缓冲区的缓冲区溢出问题的困扰。

我能想到的罪魁祸首是：

• 我没有正确使用 JNI，它对堆栈做了一些令人讨厌的事情。
• 我在某个地方出现了一个差一错误，导致堆栈帧损坏。
• 我向 OpenGL ES 传递了一些不好的东西，它也做了同样糟糕的事情（tm）。
• 我的自定义滚动内存分配器无法正常工作。

几天来我一直在梳理我的代码以找出这些罪魁祸首（以及更多！）。我对使用调试器犹豫不决，因为这次崩溃似乎对时间敏感。但是，在启用调试选项的情况下，我自己的本机代码在完全未优化的情况下仍然可能会发生崩溃。 （gdb 本身运行速度极快，应用程序连接时也是如此）

我所做的事情

• 使用了 CheckJNI。
• 尽可能多地精简代码，直到它停止崩溃。
• 编写了一个信号处理程序并编写了一个小型日志系统，以转储信号抛出之前所做的最后事情。
• 试图（但失败了）加剧问题。
• 用金丝雀在两端填充本机堆数组。他们从未改变。
• 审计了代码路径中 100% 的代码。 （我只是没有看到这个问题。）
• 当我修复一个小错误时，我以为问题神奇地消失了，运行代码五十次以确保情况如此，然后第二天我第一次运行时崩溃了。 （哦，我以前从未对错误如此生气过！）

这是 LogCat 中常见的本机崩溃信息的片段：

I/DEBUG   ( 5818): signal 11 (SIGSEGV), fault addr 00000000
I/DEBUG   ( 5818):  r0 0000006e  r1 00000080  r2 fffffc5e  r3 100ffe58
I/DEBUG   ( 5818):  r4 00000000  r5 00000000  r6 00000000  r7 00000000
I/DEBUG   ( 5818):  r8 00000000  r9 8054f999  10 10000000  fp 0013e768
I/DEBUG   ( 5818):  ip 3b9aca00  sp 100ffe58  lr afd10640  pc 00000000  cpsr 60000010
I/DEBUG   ( 5818):  d0  643a64696f72646e  d1  6472656767756265
I/DEBUG   ( 5818):  d2  8083297880832965  d3  8083298880832973
I/DEBUG   ( 5818):  d4  8083291080832908  d5  8083292080832918
I/DEBUG   ( 5818):  d6  8083293080832928  d7  8083294880832938
I/DEBUG   ( 5818):  d8  0000000000000000  d9  0000000000000000
I/DEBUG   ( 5818):  d10 0000000000000000  d11 0000000000000000
I/DEBUG   ( 5818):  d12 0000000000000000  d13 0000000000000000
I/DEBUG   ( 5818):  d14 0000000000000000  d15 0000000000000000
I/DEBUG   ( 5818):  d16 0000000000000000  d17 3fe999999999999a
I/DEBUG   ( 5818):  d18 42eccefa43de3400  d19 3fe00000000000b4
I/DEBUG   ( 5818):  d20 4008000000000000  d21 3fd99a27ad32ddf5
I/DEBUG   ( 5818):  d22 3fd24998d6307188  d23 3fcc7288e957b53b
I/DEBUG   ( 5818):  d24 3fc74721cad6b0ed  d25 3fc39a09d078c69f
I/DEBUG   ( 5818):  d26 0000000000000000  d27 0000000000000000
I/DEBUG   ( 5818):  d28 0000000000000000  d29 0000000000000000
I/DEBUG   ( 5818):  d30 0000000000000000  d31 0000000000000000
I/DEBUG   ( 5818):  scr 80000012
I/DEBUG   ( 5818): 
I/DEBUG   ( 5818):          #00  pc 00000000  
I/DEBUG   ( 5818):          #01  pc 0001063c  /system/lib/libc.so
I/DEBUG   ( 5818): 
I/DEBUG   ( 5818): code around pc:
I/DEBUG   ( 5818): 
I/DEBUG   ( 5818): code around lr:
I/DEBUG   ( 5818): afd10620 e1a01008 e1a02007 e1a03006 e1a00005 
I/DEBUG   ( 5818): afd10630 ebfff95d e1a05000 e1a00004 ebffff46 
I/DEBUG   ( 5818): afd10640 e375006e 03a0006e 13a00000 e8bd81f0 
I/DEBUG   ( 5818): afd10650 e304cdd3 e3043240 e92d4010 e341c062 
I/DEBUG   ( 5818): afd10660 e1a0e002 e24dd008 e340300f e1a0200d 
I/DEBUG   ( 5818): 
I/DEBUG   ( 5818): stack:
I/DEBUG   ( 5818):     100ffe18  00000000  
I/DEBUG   ( 5818):     100ffe1c  00000000  
I/DEBUG   ( 5818):     100ffe20  00000000  
I/DEBUG   ( 5818):     100ffe24  ffffff92  
I/DEBUG   ( 5818):     100ffe28  100ffe58  
I/DEBUG   ( 5818):     100ffe2c  00000000  
I/DEBUG   ( 5818):     100ffe30  00000080  
I/DEBUG   ( 5818):     100ffe34  8054f999  /system/lib/libdvm.so
I/DEBUG   ( 5818):     100ffe38  10000000  
I/DEBUG   ( 5818):     100ffe3c  afd10640  /system/lib/libc.so
I/DEBUG   ( 5818):     100ffe40  00000000  
I/DEBUG   ( 5818):     100ffe44  00000000  
I/DEBUG   ( 5818):     100ffe48  00000000  
I/DEBUG   ( 5818):     100ffe4c  00000000  
I/DEBUG   ( 5818):     100ffe50  e3a07077  
I/DEBUG   ( 5818):     100ffe54  ef900077  
I/DEBUG   ( 5818): #01 100ffe58  00000000  
I/DEBUG   ( 5818):     100ffe5c  00000000  
I/DEBUG   ( 5818):     100ffe60  00000000  
I/DEBUG   ( 5818):     100ffe64  00000000  
I/DEBUG   ( 5818):     100ffe68  00000000  
I/DEBUG   ( 5818):     100ffe6c  00000000  
I/DEBUG   ( 5818):     100ffe70  00000000  
I/DEBUG   ( 5818):     100ffe74  00000000  
I/DEBUG   ( 5818):     100ffe78  00000000  
I/DEBUG   ( 5818):     100ffe7c  00000000  
I/DEBUG   ( 5818):     100ffe80  00000000  
I/DEBUG   ( 5818):     100ffe84  00000000  
I/DEBUG   ( 5818):     100ffe88  00000000  
I/DEBUG   ( 5818):     100ffe8c  00000000  
I/DEBUG   ( 5818):     100ffe90  00000000  
I/DEBUG   ( 5818):     100ffe94  00000000  
I/DEBUG   ( 5818):     100ffe98  00000000  
I/DEBUG   ( 5818):     100ffe9c  00000000  

使用 ndk r6，Android 平台 2.2（API 级别 8），使用 -Wall -Werror 进行编译，ARM 模式仅有的。

我正在研究任何想法，尤其是那些可以确定性方式验证的想法。如果更多信息有帮助，请留下评论（或者如果不能，请留下答案），我会尽快更新我的问题。感谢您阅读本文！

JNI 接口

有 j2n 和 n2j 调用。现在唯一的 j2n 调用在这里：

private static class Renderer implements GLSurfaceView.Renderer {
    public void onDrawFrame(GL10 gl) {
        GraphicsLib.graphicsStep();
    }

    public void onSurfaceChanged(GL10 gl, int width, int height) {
        GraphicsLib.graphicsInit(width, height);
    }

    public void onSurfaceCreated(GL10 gl, EGLConfig config) {
        // Do nothing.
    }
}

此代码通过此接口：

public class GraphicsLib {

     static {
         System.loadLibrary("graphicslib");
     }

     public static native void graphicsInit(int width, int height);
     public static native void graphicsStep();
}

在本机端看起来像：

extern "C" {
    JNIEXPORT void JNICALL FN(graphicsInit)(JNIEnv* env, jobject obj,  jint width, jint height);
    JNIEXPORT void JNICALL FN(graphicsStep)(JNIEnv* env, jobject obj);
};

函数定义本身以原型的副本开始。

GraphicsInit 只是存储它传递的尺寸并设置 OpenGL，没有任何特别有趣的东西。 GraphicsStep 将屏幕清除为漂亮的颜色，并调用 LoadSprites(env)。

更复杂的部分由 LoadSprites() 中使用的 n2j 调用组成，该调用每帧加载一个精灵。这不是一个优雅的解决方案，但除了这次崩溃之外它一直在工作。

LoadSprites 的工作方式如下：

GameAssetsInfo gai;
void LoadSprites(JNIEnv* env)
{
    InitGameAssets(gai, env);
    CatchJNIException(env, "j0");
    ...
    static int z = 0;
    if (z < numSprites)
    {
        CatchJNIException(env, "j1");
        OpenGameImage(gai, SpriteIDFromNumber(z));
        CatchJNIException(env, "j2");
        unsigned int actualWidth = GetGameImageWidth(gai);
        CatchJNIException(env, "j3");
        unsigned int actualHeight = GetGameImageHeight(gai);
        CatchJNIException(env, "j4");
        ...
        jint i;
        int r = 0;
        CatchJNIException(env, "j5");
        do {
            CatchJNIException(env, "j6");
            i = ReadGameImage(gai);
            CatchJNIException(env, "j7");
            if (i > 0)
            {
                // Deal with the pure data chunk -- One line at a time.
                CatchJNIException(env, "j8");
                StoreGameImageChunk(gai, (int*)sprites[z].data + r, 0, i);
                ...
                r += sprites[z].width;
                CatchJNIException(env, "j9");
                UnreadGameImage(gai);
                CatchJNIException(env, "j10");
            } else {
                break;
            }
        } while (true);

        CatchJNIException(env, "j11");
        CloseGameImage(gai);
        CatchJNIException(env, "j12");

        ... OpenGL ES calls ...

        glTexImage2D( ... );

        z++;
    }

    CatchJNIException(env, "j13");
}

其中 CatchJNIException 是这样的（并且 从不 为我打印任何内容）：

void CatchJNIException(JNIEnv* env, const char* str)
{
    jthrowable exc = env->ExceptionOccurred();
    if (exc) {
        jclass newExcCls;
        env->ExceptionDescribe();
        env->ExceptionClear();
        newExcCls = env->FindClass( 
            "java/lang/IllegalArgumentException");
        if (newExcCls == NULL) {
            // Couldn't find the exception class.. Uuh..
            LOGE("Failed to catch JNI exception entirely -- could not find exception class.");
            return;
            abort();
        }
        LOGE("Caught JNI exception. (%s)", str);
        env->ThrowNew( newExcCls, "thrown from C code");
//      abort();
    }
}

GameAssetInfo 的相关部分和关联代码仅从本机代码调用，工作方式如下：

void InitGameAssets(GameAssetsInfo& gameasset, JNIEnv* env)
{
    CatchJNIException(env, "jS0");
    FST;
    char str[64];
    sprintf(str, "%s/GameAssets", ROOTSTR);

    gameasset.env = env;
    CatchJNIException(gameasset.env, "jS1");
    gameasset.cls = gameasset.env->FindClass(str);
    CatchJNIException(gameasset.env, "jS2");
    gameasset.openAsset = gameasset.env->GetStaticMethodID(gameasset.cls, "OpenAsset", "(I)V");
    CatchJNIException(gameasset.env, "jS3");
    gameasset.readAsset = gameasset.env->GetStaticMethodID(gameasset.cls, "ReadAsset", "()I");
    CatchJNIException(gameasset.env, "jS4");
    gameasset.closeAsset = gameasset.env->GetStaticMethodID(gameasset.cls, "CloseAsset", "()V");
    CatchJNIException(gameasset.env, "jS5");
    gameasset.buffID = gameasset.env->GetStaticFieldID(gameasset.cls, "buff", "[B");

    CatchJNIException(gameasset.env, "jS6");
    gameasset.openImage = gameasset.env->GetStaticMethodID(gameasset.cls, "OpenImage", "(I)V");
    CatchJNIException(gameasset.env, "jS7");
    gameasset.readImage = gameasset.env->GetStaticMethodID(gameasset.cls, "ReadImage", "()I");
    CatchJNIException(gameasset.env, "jS8");
    gameasset.closeImage = gameasset.env->GetStaticMethodID(gameasset.cls, "CloseImage", "()V");
    CatchJNIException(gameasset.env, "jS9");
    gameasset.buffIntID = gameasset.env->GetStaticFieldID(gameasset.cls, "buffInt", "[I");
    CatchJNIException(gameasset.env, "jS10");
    gameasset.imageWidth = gameasset.env->GetStaticFieldID(gameasset.cls, "imageWidth", "I");
    CatchJNIException(gameasset.env, "jS11");
    gameasset.imageHeight = gameasset.env->GetStaticFieldID(gameasset.cls, "imageHeight", "I");
    CatchJNIException(gameasset.env, "jS12");
    gameasset.imageHasAlpha = gameasset.env->GetStaticFieldID(gameasset.cls, "imageHasAlpha", "I");
    CatchJNIException(gameasset.env, "jS13");
}

void OpenGameAsset(GameAssetsInfo& gameasset, int rsc)
{
    FST;
    CatchJNIException(gameasset.env, "jS14");
    gameasset.env->CallStaticVoidMethod(gameasset.cls, gameasset.openAsset, rsc);
    CatchJNIException(gameasset.env, "jS15");
}

void CloseGameAsset(GameAssetsInfo& gameasset)
{
    FST;
    CatchJNIException(gameasset.env, "jS16");
    gameasset.env->CallStaticVoidMethod(gameasset.cls, gameasset.closeAsset);
    CatchJNIException(gameasset.env, "jS17");
}

int ReadGameAsset(GameAssetsInfo& gameasset)
{
    FST;
    CatchJNIException(gameasset.env, "jS18");
    int ret = gameasset.env->CallStaticIntMethod(gameasset.cls, gameasset.readAsset);
    CatchJNIException(gameasset.env, "jS19");
    if (ret > 0)
    {
    CatchJNIException(gameasset.env, "jS20");
        gameasset.obj = gameasset.env->GetStaticObjectField(gameasset.cls, gameasset.buffID);
    CatchJNIException(gameasset.env, "jS21");
        gameasset.arr = reinterpret_cast<jbyteArray*>(&gameasset.obj);
    }
    return ret;
}

void UnreadGameAsset(GameAssetsInfo& gameasset)
{
    FST;
    CatchJNIException(gameasset.env, "jS22");
    gameasset.env->DeleteLocalRef(gameasset.obj);
    CatchJNIException(gameasset.env, "jS23");
}

void StoreGameAssetChunk(GameAssetsInfo& gameasset, void* store, int offset, int length)
{
    FST;
    CatchJNIException(gameasset.env, "jS24");
    gameasset.env->GetByteArrayRegion(*gameasset.arr, offset, length, (jbyte*)store);
    CatchJNIException(gameasset.env, "jS25");
}

void OpenGameImage(GameAssetsInfo& gameasset, int rsc)
{
    FST;
    CatchJNIException(gameasset.env, "jS26");
    gameasset.env->CallStaticVoidMethod(gameasset.cls, gameasset.openImage, rsc);
    CatchJNIException(gameasset.env, "jS27");
    gameasset.l_imageWidth = (int)gameasset.env->GetStaticIntField(gameasset.cls, gameasset.imageWidth);
    CatchJNIException(gameasset.env, "jS28");
    gameasset.l_imageHeight = (int)gameasset.env->GetStaticIntField(gameasset.cls, gameasset.imageHeight);
    CatchJNIException(gameasset.env, "jS29");
    gameasset.l_imageHasAlpha = (int)gameasset.env->GetStaticIntField(gameasset.cls, gameasset.imageHasAlpha);
    CatchJNIException(gameasset.env, "jS30");
}

void CloseGameImage(GameAssetsInfo& gameasset)
{
    FST;
    CatchJNIException(gameasset.env, "jS31");
    gameasset.env->CallStaticVoidMethod(gameasset.cls, gameasset.closeImage);
    CatchJNIException(gameasset.env, "jS32");
}

int ReadGameImage(GameAssetsInfo& gameasset)
{
    FST;
    CatchJNIException(gameasset.env, "jS33");
    int ret = gameasset.env->CallStaticIntMethod(gameasset.cls, gameasset.readImage);
    CatchJNIException(gameasset.env, "jS34");
    if ( ret > 0 )
    {
        CatchJNIException(gameasset.env, "jS35");
        gameasset.obj = gameasset.env->GetStaticObjectField(gameasset.cls, gameasset.buffIntID);
        CatchJNIException(gameasset.env, "jS36");
        gameasset.arrInt = reinterpret_cast<jintArray*>(&gameasset.obj);
    }
    return ret;
}

void UnreadGameImage(GameAssetsInfo& gameasset)
{
    FST;
    CatchJNIException(gameasset.env, "jS37");
    gameasset.env->DeleteLocalRef(gameasset.obj);
    CatchJNIException(gameasset.env, "jS38");
}

void StoreGameImageChunk(GameAssetsInfo& gameasset, void* store, int offset, int length)
{
    FST;
    CatchJNIException(gameasset.env, "jS39");
    gameasset.env->GetIntArrayRegion(*gameasset.arrInt, offset, length, (jint*)store);
    CatchJNIException(gameasset.env, "jS40");
}

int GetGameImageWidth(GameAssetsInfo& gameasset) { return gameasset.l_imageWidth; }
int GetGameImageHeight(GameAssetsInfo& gameasset) { return gameasset.l_imageHeight; }
int GetGameImageHasAlpha(GameAssetsInfo& gameasset) { return gameasset.l_imageHasAlpha; }

并且它受此支持在 Java 方面：

public class GameAssets {
    static public Resources res = null;
    static public InputStream is = null;
    static public byte buff[];
    static public int buffInt[];
    static public final int buffSize = 1024;
    static public final int buffIntSize = 2048;

    static public int imageWidth;
    static public int imageHeight;
    static public int imageHasAlpha;
    static public int imageLocX;
    static public int imageLocY;
    static public Bitmap mBitmap;
    static public BitmapFactory.Options decodeResourceOptions = new BitmapFactory.Options();

    public GameAssets(Resources r) {
        res = r;
        buff = new byte[buffSize];
        buffInt = new int[buffIntSize];
        decodeResourceOptions.inScaled = false;
    }
    public static final void OpenAsset(int id) {
        is = res.openRawResource(id);
    }
    public static final int ReadAsset() {
        int num = 0;
        try {
            num = is.read(buff);
        } catch (Exception e) {
            ;
        }
        return num;
    }
    public static final void CloseAsset() {
        try {
            is.close();
        } catch (Exception e) {
            ;
        }
        is = null;
    }

    // We want all the advantages that BitmapFactory can provide -- reading
    // images of compressed image formats -- so we provide our own interface
    // for it.
    public static final void OpenImage(int id) {
        mBitmap = BitmapFactory.decodeResource(res, id, decodeResourceOptions);
        imageWidth = mBitmap.getWidth();
        imageHeight = mBitmap.getHeight();
        imageHasAlpha = mBitmap.hasAlpha() ? 1 : 0;
        imageLocX = 0;
        imageLocY = 0;
    }
    public static final int ReadImage() {
        if (imageLocY >= imageHeight) return 0;
        int numReadPixels = buffIntSize;
        if (imageLocX + buffIntSize >= imageWidth)
        {
            numReadPixels = imageWidth - imageLocX;
            mBitmap.getPixels(buffInt, 0, imageWidth, imageLocX, imageLocY, numReadPixels, 1);
            imageLocY++;
        }
        else
        {
            mBitmap.getPixels(buffInt, 0, imageWidth, imageLocX, imageLocY, numReadPixels, 1);
            imageLocX += numReadPixels;
        }
        return numReadPixels;
    }
    public static final void CloseImage() {
    }
}

请注意游戏资产代码中明显缺乏线程安全性。

如果更多信息有用，请告诉我。

Answer 1

从我之前的评论中发帖。 “可能会发生 JNI 异常，并且由于异常后不返回，因此可能会导致崩溃。我不知道 Android 的日志记录是如何工作的，但在 C 中一个简单的 printf，不需要立即输出日志。所以在崩溃发生的场景中，可能是发生了异常，但是系统在日志输出之前就崩溃了”
这几天没上线。希望崩溃不会再发生……我讨厌某些问题在没有明确解释的情况下神奇地消失。它们通常会立即回来咬你;-) 不管怎样希望你不要被咬

Answer 2

我无法给出答复:(，我刚刚遇到了类似的问题，并注意到java文档某处说何时有线程（如果你正在做OpenGL那么就有线程）。你需要小心第一个参数（env）你不能在不同的线程上共享它，因为它们是特定于线程的，

我有一个全局 env 和 jself 变量，它们是传入的两个参数。打电话时我更改了代码以确保只有渲染线程接触 env/jself 变量。在事件线程中，我传入原始数据，并且只需注意需要做什么，因此不需要 env/jself 变量。使用互斥锁来锁定我的事件结构

看起来您正在此处设置 env 可能是全局的。
游戏资产.env = env;

如果游戏资产是全局的和/或被不同的线程使用，那么简单地通过互斥体/锁定共享 env 或 jobject 类变量将不起作用（它们是特定于线程的）。

TL：博士；当从java调用jni方法时，我只访问env变量和渲染线程上的jobject第二个变量，而没有其他地方，到目前为止这已经缓解了我的问题。

Answer 3

乍一看来这可能很愚蠢，但你的问题让我想起了我们在 Android 应用程序中遇到的一个问题。我们尽最大努力通过使用“静态”对象来实现最佳效果，我们确信这些对象只应该存在一次并且我们只想被创建一次。这似乎与 Android 中的 Activity 生命周期不一致（经过大量调试和头痛），因此我们转而使用实例并允许操作系统处理 Activity 的清理和优化。这解决了我们的问题，并且我们的应用程序足够稳定。

Answer 4

冒着指出极其明显的风险......你确定你没有溢出 str 吗？

char str[64];
sprintf(str, "%s/GameAssets", ROOTSTR);