记录两种程序崩溃时查找方法

堆栈回溯实践

总结

目前堆栈回溯存在两套代码：

代码1使用系统库函数backtrace()自动进行堆栈回溯，在x86,mips,arm架构上实践证明有效.
代码2手动进行堆栈回溯，通过fp,ra等指针，一层一层找到调用的函数地址，并通过函数dladdr()得到函数名，使用此函数时链接选项添加-ldl，头文件为dlfcn.h。这种方案在x86,arm架构上有效，mips的堆栈帧太过复杂，目前没有手动回溯成功。
通过工具链自定义的宏控，可以将两套代码合并，使用在我们的平台下。

编译时用到的小知识

使用gcc -E -dM - </dev/null 查看工具链预定义的宏，如x86工具链预定义了__x86_64__,类似可以知道arm,mips预定义的类似宏（在方案二的代码中用到）。
使用gcc -E -v - </dev/null查看交叉工具链的头文件与库文件搜索路径，方便我们使用交叉工具链进行编译。

编译注意事项

使用-g -dynamic 产生必要的调试信息 < -g -dynamic -ldl> 个人觉得直接这样加上比较省事
若手动进行符号解析，需要使用dladdr函数，链接选项添加-ldl
arm下编译选项需要带有 -mapcs-frame：对所有函数都生成一个遵从ARM程序调用标准的堆栈帧，即使在正确执行代码无需严格这么做时。使用此开关时指定“-fomit-frame-pointer”将不产生叶函数的堆栈帧。缺省情况下是“-mno-apcs-frame”。使用此编译选项，方案2即可有效。参考https://blog.csdn.net/weixin_30270561/article/details/94854486
arm下编译选项需要带有-mapcs-frame -fexceptions方案1才有效。

mips下可能需要编译选项-fexceptions -fno-omit-frame-pointer -O0(没有严格验证，只是为防止意外)

代码1(mips,arm,x86下有效)

#include <stdio.h>
#include <execinfo.h>
#include <signal.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>


void handler(int sig) {
  void *array[10];
  size_t size;

  // get void*'s for all entries on the stack
  size = backtrace(array, 10);

  // print out all the frames to stderr
  fprintf(stderr, "Error: signal %d:\n", sig);
  backtrace_symbols_fd(array, size, STDERR_FILENO);
  exit(1);
}

void baz() {
 //int *foo = (int*)-1; // make a bad pointer
 int *foo =(int*)123;
  printf("%d\n", *foo);       // causes segfault
}

void bar() { baz(); }
void foo() { bar(); }


int main(int argc, char **argv) {
  signal(SIGSEGV, handler);   // install our handler
  foo(); // this will call foo, bar, and baz.  baz segfaults.
}

代码2（x86,arm下有效,mips下无效）

#ifndef _GNU_SOURCE
    #define _GNU_SOURCE
#endif
#include <stdio.h>
#include <dlfcn.h>
#include <stdlib.h>
#include <signal.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <ucontext.h>
 
 
/* 纯C环境下，不定义宏NO_CPP_DEMANGLE */
#if (!defined(__cplusplus)) && (!defined(NO_CPP_DEMANGLE))
#define NO_CPP_DEMANGLE
#endif
 
#ifndef NO_CPP_DEMANGLE
    #include <cxxabi.h>
    #ifdef __cplusplus
        using __cxxabiv1::__cxa_demangle;
    #endif
#endif
 
#ifdef HAS_ULSLIB
    #include <uls/logger.h>
    #define sigsegv_outp(x)    sigsegv_outp(, gx)
#else
    #define sigsegv_outp(x, ...)     fprintf(stderr, x"\n", ##__VA_ARGS__)
#endif
 
#if (defined __x86_64__)
    #define REGFORMAT   "%016lx"    
#elif (defined __i386__)
    #define REGFORMAT   "%08x"
#elif (defined __arm__)
    #define REGFORMAT   "%lx"
#endif
 
static void print_reg(ucontext_t *uc) 
{
#if (defined __x86_64__) || (defined __i386__)
    int i;
    for (i = 0; i < NGREG; i++) {
        sigsegv_outp("reg[%02d]: 0x"REGFORMAT, i, uc->uc_mcontext.gregs[i]);
    }
#elif (defined __arm__)
    sigsegv_outp("reg[%02d]        = 0x"REGFORMAT, 0, uc->uc_mcontext.arm_r0);
    sigsegv_outp("reg[%02d]        = 0x"REGFORMAT, 1, uc->uc_mcontext.arm_r1);
    sigsegv_outp("reg[%02d]        = 0x"REGFORMAT, 2, uc->uc_mcontext.arm_r2);
    sigsegv_outp("reg[%02d]        = 0x"REGFORMAT, 3, uc->uc_mcontext.arm_r3);
    sigsegv_outp("reg[%02d]        = 0x"REGFORMAT, 4, uc->uc_mcontext.arm_r4);
    sigsegv_outp("reg[%02d]        = 0x"REGFORMAT, 5, uc->uc_mcontext.arm_r5);
    sigsegv_outp("reg[%02d]        = 0x"REGFORMAT, 6, uc->uc_mcontext.arm_r6);
    sigsegv_outp("reg[%02d]        = 0x"REGFORMAT, 7, uc->uc_mcontext.arm_r7);
    sigsegv_outp("reg[%02d]        = 0x"REGFORMAT, 8, uc->uc_mcontext.arm_r8);
    sigsegv_outp("reg[%02d]        = 0x"REGFORMAT, 9, uc->uc_mcontext.arm_r9);
    sigsegv_outp("reg[%02d]        = 0x"REGFORMAT, 10, uc->uc_mcontext.arm_r10);
    sigsegv_outp("FP        = 0x"REGFORMAT, uc->uc_mcontext.arm_fp);
    sigsegv_outp("IP        = 0x"REGFORMAT, uc->uc_mcontext.arm_ip);
    sigsegv_outp("SP        = 0x"REGFORMAT, uc->uc_mcontext.arm_sp);
    sigsegv_outp("LR        = 0x"REGFORMAT, uc->uc_mcontext.arm_lr);
    sigsegv_outp("PC        = 0x"REGFORMAT, uc->uc_mcontext.arm_pc);
    sigsegv_outp("CPSR        = 0x"REGFORMAT, uc->uc_mcontext.arm_cpsr);
    sigsegv_outp("Fault Address    = 0x"REGFORMAT, uc->uc_mcontext.fault_address);
    sigsegv_outp("Trap no        = 0x"REGFORMAT, uc->uc_mcontext.trap_no);
    sigsegv_outp("Err Code    = 0x"REGFORMAT, uc->uc_mcontext.error_code);
    sigsegv_outp("Old Mask    = 0x"REGFORMAT, uc->uc_mcontext.oldmask);
#endif
}
 
static void print_call_link(ucontext_t *uc) 
{
    int i = 0;
    void **frame_pointer = (void **)NULL;
    void *return_address = NULL;
    Dl_info    dl_info = { 0 };
 
#if (defined __i386__)
    frame_pointer = (void **)uc->uc_mcontext.gregs[REG_EBP];
    return_address = (void *)uc->uc_mcontext.gregs[REG_EIP];
#elif (defined __x86_64__)
    frame_pointer = (void **)uc->uc_mcontext.gregs[REG_RBP];
    return_address = (void *)uc->uc_mcontext.gregs[REG_RIP];
#elif (defined __arm__)
/* sigcontext_t on ARM:
        unsigned long trap_no;
        unsigned long error_code;
        unsigned long oldmask;
        unsigned long arm_r0;
        ...
        unsigned long arm_r10;
        unsigned long arm_fp;
        unsigned long arm_ip;
        unsigned long arm_sp;
        unsigned long arm_lr;
        unsigned long arm_pc;
        unsigned long arm_cpsr;
        unsigned long fault_address;
*/
    frame_pointer = (void **)uc->uc_mcontext.arm_fp;
    return_address = (void *)uc->uc_mcontext.arm_pc;
#endif
 
    sigsegv_outp("\nStack trace:");
    while (frame_pointer && return_address) {
        if (!dladdr(return_address, &dl_info))    break;
        const char *sname = dl_info.dli_sname;    
#ifndef NO_CPP_DEMANGLE
        int status;
        char *tmp = __cxa_demangle(sname, NULL, 0, &status);
        if (status == 0 && tmp) {
            sname = tmp;
        }
#endif
        /* No: return address <sym-name + offset> (filename) */
        sigsegv_outp("%02d: %p <%s + %lu> (%s)", ++i, return_address, sname, 
            (unsigned long)return_address - (unsigned long)dl_info.dli_saddr, 
                                                    dl_info.dli_fname);
#ifndef NO_CPP_DEMANGLE
        if (tmp)    free(tmp);
#endif
        if (dl_info.dli_sname && !strcmp(dl_info.dli_sname, "main")) {
            break;
        }
 
#if (defined __x86_64__) || (defined __i386__)
        return_address = frame_pointer[1];
        frame_pointer = frame_pointer[0];
#elif (defined __arm__)
        return_address = frame_pointer[-1];    
        frame_pointer = (void **)frame_pointer[-3];
#endif
    }
    sigsegv_outp("Stack trace end.");
}
 
static void sigsegv_handler(int signo, siginfo_t *info, void *context)
{
    if (context) {
        ucontext_t *uc = (ucontext_t *)context;
 
           sigsegv_outp("Segmentation Fault!");
        sigsegv_outp("info.si_signo = %d", signo);
        sigsegv_outp("info.si_errno = %d", info->si_errno);
        sigsegv_outp("info.si_code  = %d (%s)", info->si_code, 
            (info->si_code == SEGV_MAPERR) ? "SEGV_MAPERR" : "SEGV_ACCERR");
        sigsegv_outp("info.si_addr  = %p\n", info->si_addr);
 
        print_reg(uc);
        print_call_link(uc);
    }
 
    _exit(0);
}
 
#define SETSIG(sa, sig, fun, flags)     \
        do {                            \
            sa.sa_sigaction = fun;      \
            sa.sa_flags = flags;        \
            sigemptyset(&sa.sa_mask);   \
            sigaction(sig, &sa, NULL);  \
        } while(0)
 
static void __attribute((constructor)) setup_sigsegv(void) 
{
    struct sigaction sa;
 
    SETSIG(sa, SIGSEGV, sigsegv_handler, SA_SIGINFO); 
#if 0
    memset(&sa, 0, sizeof(struct sigaction));
    sa.sa_sigaction = sigsegv_handler;
    sa.sa_flags = SA_SIGINFO;
    if (sigaction(SIGSEGV, &sa, NULL) < 0) {
        perror("sigaction: ");
    }
#endif
}
 
#if 1
void func3(void)
{
    char *p = (char *)0x12345678;
    *p = 10;
}
 
void func2(void)
{
    func3();    
}
 
void func1(void)
{
    func2();
}
 
int main(int argc, const char *argv[])
{
    func1();    
    exit(EXIT_SUCCESS);
}
#endif

参考链接：https://www.cnblogs.com/followthemaster/p/14171282.html

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