Android FrameWork學習（二）Android系統源碼調試

時間  2021-08-15 標籤 Android系統源碼調試 Android 源碼調試

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通過上一篇 Android FrameWork學習（一）Android 7.0系統源碼下載\編譯 我們瞭解瞭如何進行系統源碼的下載和編譯工作。

爲了更進一步地學習跟研究 Android 系統源碼，今天我們來講講如何進行 Android 系統源碼的調試，只有學會了如何進行系統源碼的調試，才能幫助我們更高效地閱讀跟理解源碼。

我們知道，Android Framework 的代碼主要由Java、C\C++等代碼組成，因此，對於系統源碼的調試，我們這裏將其分爲了兩部分

1. Java 相關代碼的調試

2. C\C++ Native 相關代碼的調試

一、Java 相關代碼的調試

對於 Java 相關代碼的調試，這裏我們主要使用 Android Studio 開發工具來進行。

導入源碼到 Android Studio

要在 Android Studio 中調試源碼，那第一步自然是導入系統源碼到 Android Studio 中了。

1. 編譯 idegen

對於 Android 源碼的導入， Google 官方給我們提供了一個很方便的工具 idegen

它位於我們所下載的系統源碼路徑中：

developement/tools/idegen
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引用 README 的一句話

IDEGen automatically generates Android IDE configurations for IntelliJ IDEA 
and Eclipse.

idegen 工具會自動生成針對 Android 開發工具（Android Studio和Eclipse）的配置文件。

既然如此，那我們就來使用 idegen 工具生成導入源碼所需的配置文件。

首先打開命令行工具，cd 進入到源碼路徑下，

執行如下指令：

#初始化命令工具
soruce build/envsetup.sh 
#編譯 idegen 模塊，生成idegen.jar
mmm development/tools/idegen/
#生成針對 Android 開發工具的配置文件 
sudo ./development/tools/idegen/idegen.sh
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在執行完上述指令後，會在源碼路徑下生成下面三個文件

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android.ipr：工程相關的設置，比如編譯器配置、入口，相關的libraries等。

android.iml：描述了modules，比如modules的路徑,依賴關係等。

android.iws：包含了一些個人工作區的設置。

2. 導入源碼

接下來我們可以開始導入源碼了.

如果你是第一次導入源碼， Android Studio 可能需要佔用大量的內存，我們需要設置下我們的 VM 選項。

Linux 設備的話在 Android Studio 的 bin/studio64.vmoptions 文件中添加-Xms748m -Xmx748m，

如果你使用的是 Mac ，那麼在 AS 目錄的 Contents/Info.plist 目錄中進行添加。

由於 Android 的系統源碼非常龐大，一次性導入 Android Studio 的話需要加載非常長的時間

因此，在正式開始導入前，我們可以打開 android.iml 文件根據自己需要調整要加載的源碼。

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這裏 <excludeFolder> 表示不需要加載的目錄，我們根據自己的需要使用 <excludeFolder> 標籤添加對應的目錄地址即可。

接着，選擇 File -> open 選中 android.ipr 文件，打開

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這時 Android Studio 就會開始加載源碼了

在沒有添加修改 <excludeFolder> 的情況下，這個加載的時間會比較長，經過一段時間的等待後，代碼就加載完畢了，如圖：

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這裏紅色的目錄代表被 exclude 排除了，代碼加載 scan index 的時候會過濾掉該目錄。

在加載完源碼後，我們也可以在 Project Structure 中的 Module 選項中右鍵 exclude 來排除不需要加載的源碼目錄，如圖：

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3. 配置代碼依賴，確保代碼跳轉正確

爲了閱讀和調試代碼的時候能夠保證代碼跳轉正確，我們需要配置下相關依賴。

首先是 AOSP 源碼的跳轉，我們通過 File -> Project Structure 打開 Module，然後選中 Dependencies， 保留 JDK 跟 Module Source 項，並添加源碼的 external 和 frameworks 依賴，如圖：

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然後是 SDK 的設置，確保關聯對應版本的 SDK 於系統版本一直

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開始調試源碼

調試前要設置 Project 的 SDK ， File -> Project 下打開 Project Structure，選中 Project 設置對應版本的 SDK，於系統版本一致：

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確保 Android Studio 允許 ADB 調試

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接着我們參照上一篇文章中講的方法打開 Android 模擬器

此時點擊 Android Studio 工具欄的 attach debugger to Android process 按鈕，會打開 Choose Process 窗口，我們根據自己需要調試的代碼選擇對應的進程：

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這裏假設我們要調試 Android 自帶瀏覽器的源碼，如圖，我們在它的入口文件 WebViewBrowserActivity 中的 loadUrlFromUrlBar 方法中打上斷點。

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點擊 WebViewBrowser 打開 app

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打開之後，點擊 attach to Android process 按鈕打開 choose Process，可以看到 webViewBrowser 運行的進程，選中，ok

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然後我們在 app 的 url 輸入欄輸入 網址進行跳轉

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如圖所示我們可以看到，代碼成功進入了斷點，然後我們就可以隨心所欲地調試我們想要的調試的 Java 代碼了。

二、Native C\C++ 相關代碼調試

對於 Framework Native 代碼，我們這裏使用 GDB 工具來進行調試。

什麼是 GDB 呢？

它是一款 GNU 項目調試工具，它的功能非常強大，可以用來調試 C 、C++、Object-C、Pascal 等語言編寫的項目。

對於使用習慣了可視化 IDE 的同學們來說，它最大的缺點可能就是它不支持圖形化了

但是 GDB 提供的指令非常靈活，通過指令我們 
* 可以隨心所欲地啓動程序， 
* 可以根據自己的需要設置斷點， 
* 可以查看斷點處的變量，代碼信息 
* 可以查看程序運行的調用棧

一旦你熟悉了它，你便可以玩得飛起！

一般情況下，使用 gdb 來調試 Android 源碼需要在 Android 設備上安裝 gbdserver attach 關聯我們需要調試的進程，再使用 gdb 指令去連接 gdbserver 進行調試

不過官方給我們提供了 gdbclient 工具，可以讓我們方便地進行 gdb 調試。

開始 GDB 調試

這裏我們就基於 gdbclient 來進行實際的 gdb 調試演示：

跟上面 Java 調試一樣，我們這裏還是以系統自帶的瀏覽器爲例。

1. 點擊啓動圖標打開瀏覽器 app：

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2. 打開一個命令行終端，cd 進入到系統源碼目錄(我的源碼路徑爲 aosp)，初始化命令工具：

#進入源碼路徑
cd aosp
#初始化命令工具
source build/envsetup.sh
#選擇編譯的源碼的版本，參考上一篇文章
lunch
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初始化命令工具

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3. 通過 adb 指令來查找要調試進程的 PID

#通過 shell ps 指令查找相關進程，grep 搜索過濾 webview 進程
adb shell ps -A | grep webview
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如圖，2157 爲系統自帶瀏覽器 app 所在進程的 PID

4. 使用 gdbclient 命令工具啓用 gdb 調試 PID 對應進程

# gdbclient <app pid> 可以啓用 gdb 調試對應 PID 進程
gdbclient 2157
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等待進入 gdb 調試命令界面

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5. 使用 GDB b 命令打斷點

在 gdb 指令中，我們使用b <代碼文件>：行號 來設置斷點.

這裏我們選擇 frameworks/base/libs/hwui/renderthread/DrawFrameTask.cpp 代碼文件的 drawFrame 方法打上斷點，位於文件 71 行：

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該方法主要用於繪製幀，當瀏覽器 app 的界面發生變化時會觸發該方法。

我們輸入設置斷點命令：

b frameworks/base/libs/hwui/renderthread/DrawFrameTask.cpp:71
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輸入指令後顯示 
Breakpoint 2 at 0x7f69e9892c11: file frameworks/base/libs/hwui/renderthread/DrawFrameTask.cpp, line 71. 
說明我們的斷點設置成功了。

6. 在命令行輸入c 開始監聽

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c 即 continue，此時界面上出現 Continuing 說明開始監聽進程了

我們點開模擬器，隨意操作，觸發界面變化時，便會進入繪製幀的代碼斷點了：

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如圖，顯示進入斷點，這樣代表我們的代碼調試成功了。

這裏我們只是演示了一個大概流程，

gdb 代碼的調試需要你對源碼有一定的熟悉，知道哪個進程會調用哪個文件方法。

同時，我們還需要熟悉 gdb 的各種命令，這裏給大家推薦一篇不錯的入門文章，可以快速入門：

GDB十分鐘教程

這裏補充一點，如果你希望在某個進程啓動時就監聽，可以使用下面的指令關聯目錄，得到 pid，再通過 gdbclient 來進行調試

adb shell gdbserver :5039 /system/bin/my_test_app
Process my_test_app created; pid = 3460
Listening on port 5039
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gdbclient <app pid>
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如果你希望通過 Android Studio 來調試 Framework 的 C\C++ 代碼的話，也可以參考下面的兩篇文章，不過個人覺得這種方法有一定的侷限性。

如何調試Android Native Framework

用Android Studio調試Framework層代碼

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