C 中的调用堆栈回溯

Question

我正在尝试在我的 assert/exception 处理程序中获取调用堆栈回溯。不能include "execinfo.h"因此不能使用int backtrace(void **buffer, int size);。此外，尝试使用 __builtin_return_address() 但根据 :http://codingrelic.geekhold.com/2009/05/pre-mortem-backtracing.html

... on some architectures, including my beloved MIPS, only __builtin_return_address(0) works.MIPS has no frame pointer, making it difficult to walk back up the stack. Frame 0 can use the return address register directly.

如何重现完整的调用堆栈回溯？

Answer 1

我已成功使用 here 中描述的方法从 MIPS32 上的堆栈中获取调用跟踪。

然后您可以打印出调用堆栈：

void *retaddrs[16];
int n, i;

n = get_call_stack_no_fp (retaddrs, 16);

printf ("CALL STACK: ");
for (i = 0; i < n; i++) {
    printf ("0x%08X ", (uintptr_t)retaddrs[i]);
}
printf ("\r\n");

... 如果您有 ELF 文件，则使用 addr2line 将 return 地址转换为函数名称：

addr2line -a -f -p -e xxxxxxx.elf addr addr ...

当然有很多问题，当使用这样的方法时，包括中断和异常处理程序或代码优化的结果。但是，尽管如此，它有时可能会有所帮助。

Answer 2

我已经成功使用了@Erki A建议的方法并描述了here。以下是该方法的简短摘要：

问题：
获取没有帧指针的调用堆栈。 解决方案主要思想： 从汇编代码中得出调试器从调试信息中理解的内容。 我们需要的信息： 1.保存return地址的地方。 2.栈指针减多少。

要重现整个堆栈跟踪，需要：

 1. Get the current $sp and $ra 
 2. Scan towards the beginning of the function and look for "addui 
    sp,sp,spofft" command (spofft<0) 
 3. Reprodece prev. $sp (sp- spofft) 
 4. Scan forward and look for "sw r31,raofft(sp)" 
 5. Prev. return address stored at [sp+ raofft]

上面我描述了一次迭代。当 $ra 为 0 时停止。如何获得第一个$ra?

 __builtin_return_address(0)

如何获得第一个$sp?

 register unsigned sp asm("29");
 asm("" : "=r" (sp));

*** 因为我的大部分文件都是用 micro-mips 优化编译的，所以我不得不处理 micro-mips-ISA。当我尝试分析使用 microMips 优化编译的代码时出现了很多问题（请记住，每一步的目标都是重现 prev.ra 和 prev.sp）：这让事情变得有点复杂：

 1. ra () register contain unaligned return address.
    You may find more information at Linked questions.
    The unaligned ra helps you understand that you run over different 
    ISA(micro-mips-isa) 
 2. There are functions that do not move the sp. You can find more           
    information [here][3].
    (If a "leaf" function only modifies the temporary registers and returns 
    to a return statement in its caller's code, then there is no need for 
    $ra to be changed, and there is no need for a stack frame for that 
    function.)
 3. Functions that do not store the ra 
 4. MicroMips instructions can be both - 16bit and 32bit: run over the 
    commnds using unsinged short*.
 5. There are functions that perform "addiu sp, sp, spofft" more than once
 6. micro-mips-isa has couple variations for the same command
    for example: addiu,addiusp.

我决定忽略部分问题，这就是为什么它适用于 95% 的情况。

C 中的调用堆栈回溯

Call stack backtrace in C

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gcc

mips