自己动手实现arm函数栈帧回溯【转】

转自：http://blog.csdn.net/dragon101788/article/details/18668505

内核版本：2.6.14

glibc版本：2.3.6

CPU平台：arm

glic中其实有这些函数,当时用的uclib版本较低,没有这些函数,但又需要,只能自己实现了(较高的版本应该有这些函数,换版本很麻烦),而且可以加深自己对这方面的理解.原理性的东西就不深入讲解了,直接上例子!

1. #include <stdio.h>
2. #include <stdlib.h>
3. #include <signal.h>
4. #include <assert.h>
5. #include <ucontext.h>
6. void A(int a);
7. void B(int b);
8. void C(int c);
9. void DebugBacktrace(unsigned int sn , siginfo_t  *si , void *ptr);
10. typedef struct
11. {
12. const char *dli_fname;  /* File name of defining object.  */
13. void *dli_fbase;        /* Load address of that object.  */
14. const char *dli_sname;  /* Name of nearest symbol.比如函数名*/
15. void *dli_saddr;        /* Exact value of nearest symbol.比如函数的起始地址*/
16. } Dl_info;
17. struct ucontext_ce123 {
18. unsigned long     uc_flags;
19. struct ucontext  *uc_link;
20. stack_t       uc_stack;
21. struct sigcontext uc_mcontext;
22. sigset_t      uc_sigmask;   /* mask last for extensibility */
23. }ucontext_ce123_;
24. struct sigframe_ce123 {
25. struct sigcontext sc;//保存一组寄存器上下文
26. unsigned long extramask[1];
27. unsigned long retcode;//保存返回地址
28. //struct aux_sigframe aux __attribute__((aligned(8)));
29. }sigframe_ce123;
30. int backtrace_ce123 (void **array, int size);
31. char ** backtrace_symbols_ce123 (void *const *array, int size);
32. int backtrace_ce123 (void **array, int size)
33. {
34. if (size <= 0)
35. return 0;
36. int *fp = 0, *next_fp = 0;
37. int cnt = 0;
38. int ret = 0;
39. __asm__(
40. "mov %0, fp\n"
41. : "=r"(fp)
42. );
43. array[cnt++] = (void *)(*(fp-1));
44. next_fp = (int *)(*(fp-3));
45. while((cnt <= size) && (next_fp != 0))
46. {
47. array[cnt++] = (void *)*(next_fp - 1);
48. next_fp = (int *)(*(next_fp-3));
49. }
50. ret = ((cnt <= size)?cnt:size);
51. printf("Backstrace (%d deep)\n", ret);
52. return ret;
53. }
54. char ** backtrace_symbols_ce123 (void *const *array, int size)
55. {
56. # define WORD_WIDTH 8
57. Dl_info info[size];
58. int status[size];
59. int cnt;
60. size_t total = 0;
61. char **result;
62. /* Fill in the information we can get from `dladdr'.  */
63. for (cnt = 0; cnt < size; ++cnt)
64. {
65. status[cnt] = _dl_addr (array[cnt], &info[cnt]);
66. if (status[cnt] && info[cnt].dli_fname && info[cnt].dli_fname[0] != '\0')
67. /* We have some info, compute the length of the string which will be
68. "<file-name>(<sym-name>) [+offset].  */
69. total += (strlen (info[cnt].dli_fname ?: "")
70. + (info[cnt].dli_sname ? strlen (info[cnt].dli_sname) + 3 + WORD_WIDTH + 3 : 1)
71. + WORD_WIDTH + 5);
72. else
73. total += 5 + WORD_WIDTH;
74. }
75. /* Allocate memory for the result.  */
76. result = (char **) malloc (size * sizeof (char *) + total);
77. if (result != NULL)
78. {
79. char *last = (char *) (result + size);
80. for (cnt = 0; cnt < size; ++cnt)
81. {
82. result[cnt] = last;
83. if (status[cnt] && info[cnt].dli_fname && info[cnt].dli_fname[0] != '\0')
84. {
85. char buf[20];
86. if (array[cnt] >= (void *) info[cnt].dli_saddr)
87. sprintf (buf, "+%#lx", \
88. (unsigned long)(array[cnt] - info[cnt].dli_saddr));
89. else
90. sprintf (buf, "-%#lx", \
91. (unsigned long)(info[cnt].dli_saddr - array[cnt]));
92. last += 1 + sprintf (last, "%s%s%s%s%s[%p]",
93. info[cnt].dli_fname ?: "",
94. info[cnt].dli_sname ? "(" : "",
95. info[cnt].dli_sname ?: "",
96. info[cnt].dli_sname ? buf : "",
97. info[cnt].dli_sname ? ") " : " ",
98. array[cnt]);
99. }
100. else
101. last += 1 + sprintf (last, "[%p]", array[cnt]);
102. }
103. assert (last <= (char *) result + size * sizeof (char *) + total);
104. }
105. return result;
106. }
107. void A(int a)
108. {
109. printf("%d: A call B\n", a);
110. B(2);
111. }
112. void B(int b)
113. {
114. printf("%d: B call C\n", b);
115. C(3);       /* 这个函数调用将导致段错误*/
116. }
117. void C(int c)
118. {
119. char *p = (char *)c;
120. *p = 'A';   /* 如果参数c不是一个可用的地址值，则这条语句导致段错误 */
121. printf("%d: function C\n", c);
122. }
123. /* SIGSEGV信号的处理函数，回溯栈，打印函数的调用关系*/
124. void DebugBacktrace(unsigned int sn , siginfo_t  *si , void *ptr)
125. {
126. /*int *ip = 0;
127. __asm__(
128. "mov %0, ip\n"
129. : "=r"(ip)
130. );
131. printf("sp = 0x%x\n", ip);
132. struct sigframe_ce123 * sigframe = (struct sigframe_ce123 * )ip;*/
133. if(NULL != ptr)
134. {
135. printf("\n\nunhandled page fault (%d) at: 0x%08x\n", si->si_signo,si->si_addr);
136. struct ucontext_ce123 *ucontext = (struct ucontext_ce123 *)ptr;
137. int pc = ucontext->uc_mcontext.arm_pc;
138. void *pc_array[1];
139. pc_array[0] = pc;
140. char **pc_name = backtrace_symbols_ce123(pc_array, 1);
141. printf("%d: %s\n", 0, *pc_name);
142. #define SIZE 100
143. void *array[SIZE];
144. int size, i;
145. char **strings;
146. size = backtrace_ce123(array, SIZE);
147. strings = backtrace_symbols_ce123(array, size);
148. for(i=0;i<size;i++)
149. printf("%d: %s\n", i+1, strings[i]);
150. free(strings);
151. }
152. else
153. printf("error!\n");
154. exit(-1);
155. }
156. int main(int argc, char **argv)
157. {
158. char a;
159. struct sigaction s;
160. s.sa_flags = SA_SIGINFO;
161. s.sa_sigaction = (void *)DebugBacktrace;
162. sigaction (SIGSEGV,&s,NULL);
163. A(1);
164. C(&a);
165. return 0;
166. }

代码的下载地址：http://download.csdn.net/detail/ce123/5063160

编译命令：arm-linux-gcc -rdynamic -o segfault segfault.c

_dl_addr链接不通过时，使用-ldl。如果没有该函数，可用dladdr函数代替。