c++ - C 堆栈跟踪中缺少函数调用

Question

我正在我的代码中导入一个堆栈跟踪 C 代码(在 Stack Overflow 的某处找到)以跟踪内存块的分配位置:

struct layout
{
  struct layout *ebp;
  void *ret;
};

struct layout *fr;
__asm__("movl %%ebp, %[fp]" :  /* output */ [fp] "=r" (fr));
for (int i=1 ; i<8 && (unsigned char*) fr > dsRAM; i++) {
  x[i] = (size_t) fr->ret;
  fr = fr->ebp;
}

一切运行良好，除了在某些调用中，代码在堆栈顶部附近缺少一些函数，例如GDB 将报告:

1. main.cpp 中的 malloc()
2. 来自 libstdc++.so.6 的运算符 new()
3. BasicScript.cpp 中的 TestBasicScript()
4. main() 在 main.cpp 中

虽然代码用 malloc、new 运算符和 main() 的地址填充 x[]，但缺少 TestBasicScript。

代码由 g++ 4.5.1(用于自制控制台编程的旧开发工具包)编译，带有以下标志:

CFLAGS += -I libgeds/source/ -I wrappers -I $(DEVKITPRO)/include -DARM9 \
   -include wrappers/nds/system.h -include wrappers/fake.h
CFLAGS += -m32 -Duint=uint32_t -g -Wall -Weffc++ -fno-omit-frame-pointer

我尝试改用 __builtin_return_address()，但我得到的结果几乎相同，但代码更长。

编辑: 我注意到我系统地缺少 operator new 的调用者，如果 _Znwj 的代码没有设置堆栈框架，这可以解释。所以问题列表变成了:

• 如果 TestBasicScript() 函数调用不在堆栈帧列表中，GDB 如何找到它？

• 如何配置链接步骤以便使用调试友好的 libstdc++ 变体(如果有)？

原始子问题“是否有编译时选项保证我可以 100% 跟踪对我的 malloc 克隆的调用？”因此@chqrlie 回答:-O0 是我所需要的。但只有应用于所有我的二进制文件，包括共享库，它才会有效。

Answer 1

某些帧可能被省略的原因有很多，例如内联和优化(尽管提供的 CFLAGS 不包含优化标志，默认情况下是 AFAIK 无优化)。

无论如何，对于 GCC，通过使用 backtrace() 内置了堆栈遍历支持。 , backtrace_symbols()并可能结合 abi::__cxa_demangle() ，您也可以尝试这些。

其他选项是使用 libunwind ，我也尝试过它并取得了很好的结果(在它的源代码中你可以看到一些有用的应用程序内堆栈遍历技术)。

以上所有优化(发布)可执行文件通常不能很好地工作，特别是如果它们不包含调试信息(尽管它可能已经生成并存储在一边)打印的堆栈将无用(除了跳过框架因为优化)。

即使对优化代码也适用的终极技术是生成核心转储。那里有关于堆栈的所有信息(二进制文件本身不需要包含调试信息，它可以放在一边，只用于离线检查核心)，作为堆栈上所有变量的奖励值，信息关于当前正在运行的所有线程等对于跟踪内存分配，它可能有点矫枉过正(它也很慢)，但有时它非常有用。在我的一个项目中，我创建了此类核心转储程序的有效实现，它仍然存在于生产代码中。

请注意，您实际上可以在不终止应用程序的情况下生成应用程序的核心转储 - 我创建的实现基本上按如下方式工作:

• fork()应生成核心转储的过程
• 子进程调用abort()生成核心转储( fork 进程的调用堆栈与原始进程相同)，即只有 fork 进程被abort()终止。
• 原始父进程使用waitpid()等到子进程生成核心转储并终止(使用保护计数器不会永远等待)
• 然后原始进程继续运行(并将已生成诊断核心以及用于生成核心的 fork 进程的 PID 写入日志)

事实证明，在发布生产应用程序需要诊断堆栈跟踪的某些情况下，这非常有效。

编辑:我也尝试过的另一个选项是使用 ptrace() (如果我没记错的话，这也是上面提到的 libunwind 使用的技术之一，实际上 GDB 也使用过)。其工作方式类似 - 通过 fork() 生成子进程然后调用ptrace(PTRACE_TRACEME)在那里;然后父进程可以发出各种 ptrace()调用以检查子堆栈(恰好与 fork() 点的父堆栈相同)。我认为 libunwind 源代码包含它的用途，因此您可以在那里检查它。