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android-ndk开发(6): 查看反汇编

news 来源：原创 2025/8/24 8:19:13

android-ndk开发(6): 查看反汇编

2025/05/05

1. 概要

android-ndk 是基于 clang 的工具链， clang 则保持了和 gcc 的高度兼容。在 Linux 开发机上， GCC 套件里的 objdump 提供了反汇编的功能。实际上 android-ndk 也提供了一份 objdump，用它可以反汇编 android 平台的二进制文件。

使用调试器带来的交互式体验，在 android-ndk 这一交叉编译 - 连接到设备上运行和调试的场景下，卡顿感比较明显；相比之下，查看反汇编代码来辅助 crash 分析，是 android-ndk 开发过程中会使用到的一个技能。不求精通汇编，反正可以问 AI；而具备查看反汇编的思维则显得更加重要。

2. 查看反汇编

2.1 查看可执行文件的反汇编

还记得上一篇我们搭建的 hello-world 工程吗？

#include <stdio.h>
int main() {printf("hello, world!\n");
}

#!/bin/bash
NDK=~/soft/android-ndk/r21e
HOST_TAG=darwin-x86_64
$NDK/toolchains/llvm/prebuilt/$HOST_TAG/bin/clang \-target aarch64-linux-android21 hello.c \-o helloadb push hello /data/local/tmp/hello
adb shell "cd /data/local/tmp; chmod +x ./hello; ./hello"

编译后会在当前目录得到 hello 可执行文件。查看它的反汇编：

/<path/to>/aarch64-linux-android-objdump -d hello

例如我的路径是：

/Users/zz/soft/android-ndk/r21e/toolchains/llvm/prebuilt/darwin-x86_64/bin/aarch64-linux-android-objdump -d hello

反汇编结果如下：

hello:     file format elf64-littleaarch64Disassembly of section .plt:0000000000000560 <printf@plt-0x20>:560:   a9bf7bf0    stp x16, x30, [sp,#-16]!564:   b0000010    adrp    x16, 1000 <main+0x9d8>568:   f947de11    ldr x17, [x16,#4024]56c:   913ee210    add x16, x16, #0xfb8570:   d61f0220    br  x17574:   d503201f    nop578:   d503201f    nop57c:   d503201f    nop0000000000000580 <printf@plt>:580:   b0000010    adrp    x16, 1000 <main+0x9d8>584:   f947e211    ldr x17, [x16,#4032]588:   913f0210    add x16, x16, #0xfc058c:   d61f0220    br  x170000000000000590 <__libc_init@plt>:590:   b0000010    adrp    x16, 1000 <main+0x9d8>594:   f947e611    ldr x17, [x16,#4040]598:   913f2210    add x16, x16, #0xfc859c:   d61f0220    br  x1700000000000005a0 <__cxa_atexit@plt>:5a0:   b0000010    adrp    x16, 1000 <main+0x9d8>5a4:   f947ea11    ldr x17, [x16,#4048]5a8:   913f4210    add x16, x16, #0xfd05ac:   d61f0220    br  x17Disassembly of section .text:00000000000005b0 <_start>:5b0:   910003e0    mov x0, sp5b4:   14000001    b   5b8 <_start_main>00000000000005b8 <_start_main>:5b8:   d100c3ff    sub sp, sp, #0x305bc:   a9027bfd    stp x29, x30, [sp,#32]5c0:   b0000008    adrp    x8, 1000 <main+0x9d8>5c4:   f947f508    ldr x8, [x8,#4072]5c8:   b0000009    adrp    x9, 1000 <main+0x9d8>5cc:   f947fd29    ldr x9, [x9,#4088]5d0:   b000000a    adrp    x10, 1000 <main+0x9d8>5d4:   f947f94a    ldr x10, [x10,#4080]5d8:   9e670100    fmov    d0, x85dc:   4e181d20    mov v0.d[1], x95e0:   3d8003e0    str q0, [sp]5e4:   f9000bea    str x10, [sp,#16]5e8:   b0000002    adrp    x2, 1000 <main+0x9d8>5ec:   f947f042    ldr x2, [x2,#4064]5f0:   910003e3    mov x3, sp5f4:   aa1f03e1    mov x1, xzr5f8:   910083fd    add x29, sp, #0x205fc:   97ffffe5    bl  590 <__libc_init@plt>0000000000000600 <__atexit_handler_wrapper>:600:   b4000040    cbz x0, 608 <__atexit_handler_wrapper+0x8>604:   d61f0000    br  x0608:   d65f03c0    ret000000000000060c <atexit>:60c:   90000008    adrp    x8, 0 <note_android_ident-0x218>610:   91180108    add x8, x8, #0x600614:   d0000002    adrp    x2, 2000 <__bss_start>618:   91000042    add x2, x2, #0x061c:   aa0003e1    mov x1, x0620:   aa0803e0    mov x0, x8624:   17ffffdf    b   5a0 <__cxa_atexit@plt>0000000000000628 <main>:628:   d10083ff    sub sp, sp, #0x2062c:   a9017bfd    stp x29, x30, [sp,#16]630:   910043fd    add x29, sp, #0x10634:   90000000    adrp    x0, 0 <note_android_ident-0x218>638:   91197000    add x0, x0, #0x65c63c:   52800008    mov w8, #0x0                    // #0640:   b81fc3a8    stur    w8, [x29,#-4]644:   97ffffcf    bl  580 <printf@plt>648:   b85fc3a8    ldur    w8, [x29,#-4]64c:   2a0803e0    mov w0, w8650:   a9417bfd    ldp x29, x30, [sp,#16]654:   910083ff    add sp, sp, #0x20658:   d65f03c0    ret

也可以封装为脚本: disassemble.sh:

#!/bin/bash
NDK=~/soft/android-ndk/r21e
HOST_TAG=darwin-x86_64
$NDK/toolchains/llvm/prebuilt/$HOST_TAG/bin/aarch64-linux-android-objdump -d hello

3.2 查看单个 .c/.cpp 文件的反汇编

对于 hello-world 工程，可执行文件对应到唯一的源代码文件 hello.c。

对于稍微有点内容的工程，不止一个源代码文件。拿我本地的 ncv 工程来说，有5个源文件：

color.c
io.c
main.c
thread.c
timer.c

这对应两个事情：

使用 cmake 构建比较方便，使用纯粹的命令行也行，但是有点麻烦
查看反汇编时，分别对每个 .c 对应的 .o 反汇编，内容比较清晰；所有文件编译出的可执行文件 test_ncv 的反汇编，内容太多，看不过来

我的 CMakeLists.txt 为:

cmake_minimum_required(VERSION 3.10)
project(ncv C)
add_library(ncv STATIC color.c io.c)
add_executable(test_ncv main.c)
target_link_libraries(test_ncv PUBLIC ncv)

对应的 cmake 构建输出， build/CMakeFiles 目录下的文件：

➜  ncv git:(main) ✗ tree build/CMakeFiles
build/CMakeFiles
├── 3.31.6
│             ├── CMakeCCompiler.cmake
│             ├── CMakeDetermineCompilerABI_C.bin
│             └── CMakeSystem.cmake
├── CMakeConfigureLog.yaml
├── TargetDirectories.txt
├── cmake.check_cache
├── ncv.dir
│             ├── color.c.o
│             └── io.c.o
├── pkgRedirects
├── rules.ninja
└── test_ncv.dir└── main.c.o5 directories, 10 files

我们感兴趣的 ncv.dir/color.c.o 和 ncv.dir/io.c.o. 他们是库目标 ncv 对应的源代码们，对应的 .o 文件。

执行反汇编：

/Users/zz/soft/android-ndk/r21e/toolchains/llvm/prebuilt/darwin-x86_64/bin/aarch64-linux-android-objdump -d build/CMakeFiles/ncv.dir/color.c.o

一些反汇编结果：

Disassembly of section .text.nv21_to_rgb_worker:0000000000000000 <nv21_to_rgb_worker>:0:   a9bf4ff4    stp x20, x19, [sp,#-16]!4:   69402408    ldpsw   x8, x9, [x0]8:   6b09011f    cmp w8, w9c:   540014aa    b.ge    2a0 <nv21_to_rgb_worker+0x2a0>10:   f940040a    ldr x10, [x0,#8]14:   9000000b    adrp    x11, 0 <nv21_to_rgb_worker>18:   9000000c    adrp    x12, 0 <nv21_to_rgb_worker>1c:   fd400160    ldr d0, [x11]20:   fd400181    ldr d1, [x12]24:   a940314b    ldp x11, x12, [x10]28:   9000000d    adrp    x13, 0 <nv21_to_rgb_worker>2c:   9000000e    adrp    x14, 0 <nv21_to_rgb_worker>30:   fd4001a2    ldr d2, [x13]34:   fd4001c3    ldr d3, [x14]38:   a941396d    ldp x13, x14, [x11,#16]3c:   f9400990    ldr x16, [x12,#16]40:   69462971    ldpsw   x17, x10, [x11,#48]44:   b9803180    ldrsw   x0, [x12,#48]48:   b940056b    ldr w11, [x11,#4]4c:   9100050f    add x15, x8, #0x150:   9b113501    madd    x1, x8, x17, x1354:   d37ffa2c    lsl x12, x17, #158:   9b1135f1    madd    x17, x15, x17, x135c:   910005cd    add x13, x14, #0x160:   9b004102    madd    x2, x8, x0, x1664:   d37ff80e    lsl x14, x0, #168:   9b0041e0    madd    x0, x15, x0, x166c:   9100042f    add x15, x1, #0x170:   91000630    add x16, x17, #0x174:   91000851    add x17, x2, #0x278:   91000800    add x0, x0, #0x27c:   52801fe1    mov w1, #0xff                   // #25580:   7100057f    cmp w11, #0x184:   5400014a    b.ge    ac <nv21_to_rgb_worker+0xac>88:   91000908    add x8, x8, #0x28c:   8b0c01ef    add x15, x15, x1290:   8b0c0210    add x16, x16, x1294:   8b0e0231    add x17, x17, x1498:   eb09011f    cmp x8, x99c:   8b0e0000    add x0, x0, x14a0:   5400100a    b.ge    2a0 <nv21_to_rgb_worker+0x2a0>a4:   7100057f    cmp w11, #0x1a8:   54ffff0b    b.lt    88 <nv21_to_rgb_worker+0x88>ac:   93417d02    sbfx    x2, x8, #1, #31b0:   9b0a3442    madd    x2, x2, x10, x13b4:   aa0003e3    mov x3, x0b8:   aa1103e4    mov x4, x17bc:   aa1003e5    mov x5, x16c0:   aa0f03e6    mov x6, x15c4:   2a0b03e7    mov w7, w11c8:   385ff053    ldurb   w19, [x2,#-1]cc:   3c5ff0c4    ldur    b4, [x6,#-1]d0:   38402454    ldrb    w20, [x2],#2d4:   510008e7    sub w7, w7, #0x2d8:   51020273    sub w19, w19, #0x80dc:   1e620265    scvtf   d5, w19e0:   7e61d884    ucvtf   d4, d4e4:   1e6008a7    fmul    d7, d5, d0e8:   1e6428e4    fadd    d4, d7, d4ec:   1e780093    fcvtzs  w19, d4f0:   7103fe7f    cmp w19, #0xfff4:   1a81b273    csel    w19, w19, w1, ltf8:   0ab37e73    bic w19, w19, w19, asr #31fc:   381fe093    sturb   w19, [x4,#-2]100:   3c5ff0c6    ldur    b6, [x6,#-1]104:   51020294    sub w20, w20, #0x80108:   1e620290    scvtf   d16, w2010c:   1e610a04    fmul    d4, d16, d1110:   7e61d8c6    ucvtf   d6, d6114:   1e6208a5    fmul    d5, d5, d2118:   1e6438c6    fsub    d6, d6, d411c:   1e6538c6    fsub    d6, d6, d5120:   1e7800d3    fcvtzs  w19, d6124:   7103fe7f    cmp w19, #0xff128:   1a81b273    csel    w19, w19, w1, lt12c:   0ab37e73    bic w19, w19, w19, asr #31130:   381ff093    sturb   w19, [x4,#-1]134:   3c5ff0d1    ldur    b17, [x6,#-1]138:   1e630a06    fmul    d6, d16, d313c:   7e61da30    ucvtf   d16, d17140:   1e7028d0    fadd    d16, d6, d16144:   1e780213    fcvtzs  w19, d16148:   7103fe7f    cmp w19, #0xff14c:   1a81b273    csel    w19, w19, w1, lt150:   0ab37e73    bic w19, w19, w19, asr #31154:   39000093    strb    w19, [x4]158:   3d4000d0    ldr b16, [x6]15c:   7e61da10    ucvtf   d16, d16160:   1e7028f0    fadd    d16, d7, d16164:   1e780213    fcvtzs  w19, d16168:   7103fe7f    cmp w19, #0xff16c:   1a81b273    csel    w19, w19, w1, lt170:   0ab37e73    bic w19, w19, w19, asr #31174:   39000493    strb    w19, [x4,#1]178:   3d4000d0    ldr b16, [x6]17c:   7e61da10    ucvtf   d16, d16180:   1e643a10    fsub    d16, d16, d4184:   1e653a10    fsub    d16, d16, d5188:   1e780213    fcvtzs  w19, d1618c:   7103fe7f    cmp w19, #0xff190:   1a81b273    csel    w19, w19, w1, lt194:   0ab37e73    bic w19, w19, w19, asr #31198:   39000893    strb    w19, [x4,#2]19c:   3d4000d0    ldr b16, [x6]1a0:   910008c6    add x6, x6, #0x21a4:   7e61da10    ucvtf   d16, d161a8:   1e7028d0    fadd    d16, d6, d161ac:   1e780213    fcvtzs  w19, d161b0:   7103fe7f    cmp w19, #0xff1b4:   1a81b273    csel    w19, w19, w1, lt1b8:   0ab37e73    bic w19, w19, w19, asr #311bc:   39000c93    strb    w19, [x4,#3]1c0:   3c5ff0b0    ldur    b16, [x5,#-1]1c4:   91001884    add x4, x4, #0x61c8:   7e61da10    ucvtf   d16, d161cc:   1e7028f0    fadd    d16, d7, d161d0:   1e780213    fcvtzs  w19, d161d4:   7103fe7f    cmp w19, #0xff1d8:   1a81b273    csel    w19, w19, w1, lt1dc:   0ab37e73    bic w19, w19, w19, asr #311e0:   381fe073    sturb   w19, [x3,#-2]1e4:   3c5ff0b0    ldur    b16, [x5,#-1]1e8:   7e61da10    ucvtf   d16, d161ec:   1e643a10    fsub    d16, d16, d41f0:   1e653a10    fsub    d16, d16, d51f4:   1e780213    fcvtzs  w19, d161f8:   7103fe7f    cmp w19, #0xff1fc:   1a81b273    csel    w19, w19, w1, lt200:   0ab37e73    bic w19, w19, w19, asr #31204:   381ff073    sturb   w19, [x3,#-1]208:   3c5ff0b0    ldur    b16, [x5,#-1]20c:   7e61da10    ucvtf   d16, d16210:   1e7028d0    fadd    d16, d6, d16214:   1e780213    fcvtzs  w19, d16218:   7103fe7f    cmp w19, #0xff21c:   1a81b273    csel    w19, w19, w1, lt220:   0ab37e73    bic w19, w19, w19, asr #31224:   39000073    strb    w19, [x3]228:   3d4000b0    ldr b16, [x5]22c:   7e61da10    ucvtf   d16, d16230:   1e7028e7    fadd    d7, d7, d16234:   1e7800f3    fcvtzs  w19, d7238:   7103fe7f    cmp w19, #0xff23c:   1a81b273    csel    w19, w19, w1, lt240:   0ab37e73    bic w19, w19, w19, asr #31244:   39000473    strb    w19, [x3,#1]248:   3d4000a7    ldr b7, [x5]24c:   7e61d8e7    ucvtf   d7, d7250:   1e6438e4    fsub    d4, d7, d4254:   1e653884    fsub    d4, d4, d5258:   1e780093    fcvtzs  w19, d425c:   7103fe7f    cmp w19, #0xff260:   1a81b273    csel    w19, w19, w1, lt264:   0ab37e73    bic w19, w19, w19, asr #31268:   39000873    strb    w19, [x3,#2]26c:   3d4000a4    ldr b4, [x5]270:   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4. 反汇编有什么用处？

当发生 crash 时，当程序耗时超出预期时，都可以从汇编代码进一步分析。

举例：对于一个C/C++函数，返回值类型不是 void；如果缺失返回值，可能会在 Debug 模式发生 TRAP（crash，信号为TRAP），在 Release 模式能运行而不会 Trap。这时候可以从反汇编分析。

再举例：对于 rgb 到 gray 的颜色空间转换，在 Release 模式下的程序运行的很快，在 Debug 模式下运行的稍慢，并且如果手写了 arm neon （intrinsics）优化，仍然和 Release 模式差不多快。那么检查 Release 下的反汇编代码，大概率是生成了 neon intrinsics 指令，并且可能还把流水排布做了优化。

5. 搞一个网站查看反汇编呗！

很可惜， godbolt.org 目前还不支持 android-ndk 作为编译器。

对于 infra 比较到位的公司，应该可以自行搭建一个在线网站来查看反汇编，以及根据 crash 堆栈自动做分析等（比如腾讯）。

6. 总结

给出了 android-ndk 程序查看反汇编代码的方法，包括单个可执行文件、基于 cmake 构建时的每个源代码文件。简要提及了反汇编典型使用场景: crash 分析、性能分析.