手把手教你 Debug — iOS 14 ImageIO Crash 分析_架构_字节跳动技术团队

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 写点什么

背景

去年 9 月份开始，许多用户升级到 iOS 14 之后，线上出现很多 ImageIO 相关堆栈的 Crash 问题，而且公司内几乎所有的 APP 上都有出现，在部分 APP 上甚至达到了 Top 3 Crash。

得益于 APM 平台精准数据采集机制和丰富的异常信息现场，我们通过收集到详细的 Crash 日志信息进行分析解决。

问题定位

堆栈信息

从堆栈信息看，是在 ImageIO 解析图片信息的时候 Crash ，并且最后调用的方法都是看起来都是和 INameSpacePrefixMap 相关，推测 Crash 应该是和这个方法 CGImageSourceCopyPropertiesAtIndex 的实现有关。

问题聚合特点

机型集中在 iOS14 以上的版本，同时是在后台出现

分析

从 CrashLog 做一个初步分析

从堆栈信息看，这段代码是图片库在子线程通过 CGImageSourceCopyPropertiesAtIndex 解析 imageSource 中的图片相关信息，然后发生了野指针的 Crash。
CGImageSourceCopyPropertiesAtIndex 的输入只有一个 imageSource，imageSource 由图片的 data 生成，调用栈并没有多线程操作，可以排除是多线程操作 imageSource、data 导致的 Crash。
看堆栈是在解析 PNG 图片，通过将下发的图片格式换成 JPG 格式，发现量级并没有降低。推测 Crash 不是某种特定图片格式引起的。

反汇编分析

反汇编准备

iOS 14.3 的 iPhone 8
ImageIO 系统库：~/Library/Developer/Xcode/iOS DeviceSupport 目录下找到对应 iOS 14.3 的 ImageIO
一份 iOS 14.3、iPhone 8 上发生的 CrashLog
Hopper

反汇编

1、从 CrashLog 上找到 Crash 对应的指令偏移地址 2555072

2、通过 Hopper 打开 ImageIO，跳转到指令偏移地址 2555072

Navigate => Go To File Offset 2555072

3、Crash 对应的指令应该是0000000181b09cc0 ldr x8, [x8, #0x10]，可以看到应该是访问 [x8, #0x10]指向的内存出错

4、查看 Crashlog 中对应寄存器的值，错误地址 far: 0x000021a1ee2fa271，而且 x8 寄存器已经是一个错误的值 0x000021a1ee2fa261

5、向上回溯查看 x8 的来源

0000000181b09cbc ldr x8, [x20] x8 是存在 x20 指向的内存中（即 x8 = *x20）
0000000181b09c98 ldr x20, [x21, #0x8] x20 又存在[x21, #0x8] 指向的内存中
0000000181b09c8c adrp x21, #0x1da0ed000，0000000181b09c90 add x21, x21, #0xe10x21 指向的是一个 data 段，推测 x21 应该是一个全局变量，所以，可能是这个全局变量野了，或者是这个全局变量引用的某些内存（x20）野了

6、运行时 debug 查看 x8、x20、x21 对应寄存器的值是什么

x21 从内存地址的名字看，应该是一个全局的 Map

ImageIO`AdobeXMPCore_Int::ManageDefaultNameSpacePrefixMap(bool)::sDefaultNameSpacePrefixMap

复制代码

7、从 Hopper 上看，这个sDefaultNameSpacePrefixMap只在

AdobeXMPCore_Int::ManageDefaultNameSpacePrefixMap(bool) 这个函数中调用。可能会在多线程下调用这个函数，而导致这个全局变量的出现 data race 导致了野指针。

__ZZN16AdobeXMPCore_IntL31ManageDefaultNameSpacePrefixMapEbE26sDefaultNameSpacePrefixMap:        // AdobeXMPCore_Int::ManageDefaultNameSpacePrefixMap(bool)::sDefaultNameSpacePrefixMap
00000001da0ede10         dq         0x0000000000000000                          ; DATA XREF=__ZN16AdobeXMPCore_IntL31ManageDefaultNameSpacePrefixMapEb+44, __ZN16AdobeXMPCore_IntL31ManageDefaultNameSpacePrefixMapEb+120, __ZN16AdobeXMPCore_IntL31ManageDefaultNameSpacePrefixMapEb+392

复制代码

8、经过在运行时反复调试，这个

AdobeXMPCore_Int::ManageDefaultNameSpacePrefixMap(bool) 会在多个方法中调用（并且调用时都加了锁，不太可能会出现 data race）：

AdobeXMPCore_Int::INameSpacePrefixMap_I::CreateDefaultNameSpacePrefixMap()
AdobeXMPCore_Int::INameSpacePrefixMap_I::InsertInDefaultNameSpacePrefixMap(char const*, unsigned long long, char const*, unsigned long long)
AdobeXMPCore_Int::INameSpacePrefixMap_I::DestroyDefaultNameSapcePrefixMap()

9、在后台线程访问访问全局变量 sDefaultNameSpacePrefixMap 时 Crash，推测可能是用户手动杀进程后，全局变量在主线程已经被析构，后台线程还会继续访问这个全局变量，从而出现野指针访问异常。发现 Crash 日志的主线程堆栈也出现 _exit 的调用，可以确定是全局变量析构导致。

Crash 发生的原因：

在用户手动杀进程后，主线程将这个全局变量析构了，这时候子线程再访问这个全局变量就出现了野指针。

复现问题

尝试在子线程不断调用 CFDictionaryRef CGImageSourceCopyPropertiesAtIndex(CGImageSourceRef isrc, size_t index, CFDictionaryRef options);，并且手动杀掉进程触发这个 crash

成功复现

可以证明上述的推理是正确的。

总结

CFDictionaryRef CGImageSourceCopyPropertiesAtIndex(CGImageSourceRef isrc, size_t index, CFDictionaryRef options); 这个方法在解析部分图片的时候最终会访问全局变量

mageIO`AdobeXMPCore_Int::ManageDefaultNameSpacePrefixMap(bool)::sDefaultNameSpacePrefixMap

复制代码

在用户手动杀进程后，这个sDefaultNameSpacePrefixMap被析构，如果这时候在子线程再被访问就可能出现野指针的问题

修复 ImageIO Crash 方案

因为sDefaultNameSpacePrefixMap 是在系统库内部的全局变量，没办法对其进行修改，只能避免在子线程调用 CGImageSourceCopyPropertiesAtIndex 方法

方法一：CGImageSourceCopyPropertiesAtIndex 是用来获取图片的宽高、imageOrientation、动图帧等信息，选择用其他方法来替换，e.g. 宽高用 CGImageRef 来获取
方法二：将 CGImageSourceCopyPropertiesAtIndex 被调用的线程收敛起来，调用 atexit 函数来注册一个进程结束回调函数，进程结束的时候将终止线程

作者：字节移动技术——陈奕

本文转载自：字节跳动技术团队（ID：BytedanceTechBlog）

原文链接：手把手教你 Debug — iOS 14 ImageIO Crash 分析