有没有办法从Linux发布二进制文件中转储带有行号的堆栈跟踪？

Question

当我的c ++ Linux应用程序崩溃时，我需要转储堆栈跟踪。我使用backtrace()和backtrace_symbols()成功完成了此操作。现在，另外我想得到崩溃的行号。它是怎么做到的？

Answer 1

我从

获得了帮助

http://www.linuxjournal.com/files/linuxjournal.com/linuxjournal/articles/063/6391/6391l2.html 并http://www.linuxjournal.com/article/6391?page=0,0提出示例代码，说明如何实现这一目标。

基本上它是关于将堆栈回溯放在信号处理程序中，让后者捕获程序可以接收的所有“坏”信号（SIGSEGV，SIGBUS，SIGILL，SIGFPE等）。这样，如果您的程序崩溃并且您没有使用调试器运行它，您可以获得堆栈跟踪并知道故障发生的位置。此技术还可用于了解程序循环的位置，以防它停止响应...

下面的代码为跟踪中的每个地址运行外部程序addr2line，将其转换为文件名和行号。

下面的源代码打印所有本地功能的行号。如果调用另一个库中的函数，您可能会看到几个??：0而不是文件名。

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

void bt_sighandler(int sig, struct sigcontext ctx) {

  void *trace[16];
  char **messages = (char **)NULL;
  int i, trace_size = 0;

  if (sig == SIGSEGV)
    printf("Got signal %d, faulty address is %p, "
           "from %p\n", sig, ctx.cr2, ctx.eip);
  else
    printf("Got signal %d\n", sig);

  trace_size = backtrace(trace, 16);
  /* overwrite sigaction with caller's address */
  trace[1] = (void *)ctx.eip;
  messages = backtrace_symbols(trace, trace_size);
  /* skip first stack frame (points here) */
  printf("[bt] Execution path:\n");
  for (i=1; i<trace_size; ++i)
  {
    printf("[bt] #%d %s\n", i, messages[i]);

    char syscom[256];
    sprintf(syscom,"addr2line %p -e sighandler", trace[i]); //last parameter is the name of this app
    system(syscom);
  }

  exit(0);
}


int func_a(int a, char b) {

  char *p = (char *)0xdeadbeef;

  a = a + b;
  *p = 10;  /* CRASH here!! */

  return 2*a;
}


int func_b() {

  int res, a = 5;

  res = 5 + func_a(a, 't');

  return res;
}


int main() {

  /* Install our signal handler */
  struct sigaction sa;

  sa.sa_handler = (void *)bt_sighandler;
  sigemptyset(&sa.sa_mask);
  sa.sa_flags = SA_RESTART;

  sigaction(SIGSEGV, &sa, NULL);
  sigaction(SIGUSR1, &sa, NULL);
  /* ... add any other signal here */

  /* Do something */
  printf("%d\n", func_b());
}

此代码应编译为：gcc sighandler.c -o sighandler -rdynamic

程序输出：

Got signal 11, faulty address is 0xdeadbeef, from 0x8048975
[bt] Execution path:
[bt] #1 ./sighandler(func_a+0x1d) [0x8048975]
/home/karl/workspace/stacktrace/sighandler.c:44
[bt] #2 ./sighandler(func_b+0x20) [0x804899f]
/home/karl/workspace/stacktrace/sighandler.c:54
[bt] #3 ./sighandler(main+0x6c) [0x8048a16]
/home/karl/workspace/stacktrace/sighandler.c:74
[bt] #4 /lib/tls/i686/cmov/libc.so.6(__libc_start_main+0xe6) [0x3fdbd6]
??:0
[bt] #5 ./sighandler() [0x8048781]
??:0

Answer 2

只有使用调试信息（即gcc -Wall -g或g++ -Wall -g）编译程序时才可能。如果没有-g，则可执行文件不包含任何源行信息。如果使用gcc，您可以使用优化和优化进行编译调试信息（例如g++ -Wall -g -O2）但有时行位置会“令人惊讶”。

^{-Wall标志要求GCC显示所有警告。它非常有用（因此我建议使用它）但与-g或调试信息无关。}

至于如何提取行号，最简单的方法是分叉gdb进程。或者，您可以使用DWARF中的libdwarf获取调试信息（格式为ELF tool chain）并对其进行解析。我不确定这是值得的......

要获得回溯，您可能只需将gdb作为gdb --args yourprogram itsarguments运行您的程序......

---

附加物

您还可以使用最近GCC内部的libbacktrace（实际上是Ian Taylor's libbacktrace），它旨在解决您的问题（它正在“解释”当前可执行文件的DWARF格式，您将使用g++ -O -g编译。

Answer 3

正如Saqlain所指出的，addr2line可用于获取行号。

如果首选图书馆，请查看LPT kit。有关如何安装的说明位于here。 LPT依赖于bfd库。

Answer 4

system()需要#include <stdlib.h>

似乎没有其他东西。

$ g++-8 -g -o dump dump.cpp
dump.cpp: In function ‘void bt_sighandler(int, sigcontext)’:
dump.cpp:15:43: error: ‘struct sigcontext’ has no member named
‘eip’; did > you mean ‘rip’?
         "from %p\n", sig, ctx.cr2, ctx.eip);
                                        ^~~
                                        rip
dump.cpp:21:26: error: ‘struct sigcontext’ has no member
named ‘eip’;
did you mean ‘rip’?
  trace[1] = (void *)ctx.eip;
                         ^~~
                         rip
dump.cpp: In function ‘int main()’:
dump.cpp:64:19: error: invalid conversion from ‘void*’ to
   ‘__sighandler_t’ > {aka ‘void (*)(int)’} [-fpermissive]
   sa.sa_handler = (void *)bt_sighandler;
                   ^~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~

Answer 5

好的，所以当我绊倒这个漂亮的笔记时，我面前有一个Xavier（NVIDIA Jetpack 4.4 Ubuntu 18.04.5）打开。我很沮丧地发现该代码无法在Xavier上运行，Xavier基本上是aarch64架构，其中一些信号结构是不同的。

因此，我设法整理了一个在X86_64和aarch64上都可以使用的反例。

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

#include <ucontext.h>
#include <string.h>

#ifdef __aarch64__
#define _PC pc
#define _SP sp
#elif defined(__x86_64__)
#define _PC gregs[REG_RSP]
#define _SP gregs[REG_RIP]
#else
#error architecture not supported
#endif

static void addr2line(void *traceP, void *messageP) {
  char syscom[256];
#ifdef __aarch64__
  char message[4096];
  strcpy(message, (char *) messageP);
  char *saveP = NULL, *token = strtok_r(message, "(", &saveP);
  if(token) {
    token = strtok_r(NULL, "+", &saveP);
    if(token) {
      char *term = strchr(token,')');
      if(term)
        *term = 0;
    }
  }
  if(token==NULL) {
    token = message;
  }
  sprintf(syscom,"addr2line %s -e sighandler", token);
#elif defined(__x86_64__)
  sprintf(syscom,"addr2line %p -e sighandler", traceP); //last parameter is the name of this app
#endif
  system(syscom);
}

void bt_sighandler(int sig, siginfo_t *psi, void *ctxarg) {

  void *trace[16];
  char **messages = (char **)NULL;
  int i, trace_size = 0;
  mcontext_t *ctxP = &((ucontext_t *) ctxarg)->uc_mcontext;

  if (sig == SIGSEGV)
    printf("Got signal %d, faulty address is %p, "
           "from %p\n", sig, (void *) ctxP->_PC, (void *) ctxP->_SP);
  else
    printf("Got signal %d\n", sig);

  trace_size = backtrace(trace, 16);
  /* overwrite sigaction with caller's address */
  trace[1] = (void *)ctxP->_SP;

  messages = backtrace_symbols(trace, trace_size);
  /* skip first stack frame (points here) */
  printf("[bt] Execution path:\n");
  for (i=1; i<trace_size; ++i)
  {
    printf("[bt] #%d %s\n", i, messages[i]);

    addr2line(trace[i], messages[i]);
  }

  exit(0);
}


int func_a(int a, char b) {

  char *p = (char *)0xdeadbeef;

  a = a + b;
  *p = 10;  /* CRASH here!! */

  return 2*a;
}


int func_b() {

  int res, a = 5;

  res = 5 + func_a(a, 't');

  return res;
}


int main() {

  /* Install our signal handler */
  struct sigaction sa;

  sa.sa_sigaction = bt_sighandler;
  sigemptyset(&sa.sa_mask);
  sa.sa_flags = SA_RESTART|SA_SIGINFO;

  sigaction(SIGSEGV, &sa, NULL);
  sigaction(SIGUSR1, &sa, NULL);
  /* ... add any other signal here */

  /* Do something */
  printf("%d\n", func_b());
}

基本上：

• 信号处理程序包括SA_INFO，其结构不同，但看起来在两种体系结构中都受支持。请注意，信号处理程序必须填充sa_sigaction而不是sa_handler。
• 信号处理程序“ void * ctxarg”上的第三个参数被强制转换为ucontext_t，其中包括一个包含PC和SP字段的mcontext_t。在x86_64和aarch64架构中，它们的结构不同，因此代码必须特定于架构。
• add2line不适用于trace [i]中提供的地址。我还没有找到原因-这些地址的前缀为0x55-如果您去除此偏移量，它们会起作用，但是对我来说，它的来源目前是个谜。但是，message [i]包含一个可以在其位置使用的偏移量，只需要一些字符串操作即可获取它。
• 回溯中还有一个额外的条目（没有寻找原因的解释）

代码现在在x86_64上运行，并提供相似的可用结果。

xavier $ ./sighandler 3
Got signal 11, faulty address is 0x5563baadf4, from 0x7fd4439350
[bt] Execution path:
[bt] #1 [0x7fd4439350]
??:0
[bt] #2 ./sighandler(+0xdf4) [0x5563baadf4]
/home/jsaari/project/radar_ars/alfalfa/cuda/debug/sighandler.cpp:79
[bt] #3 ./sighandler(+0xe24) [0x5563baae24]
/home/jsaari/project/radar_ars/alfalfa/cuda/debug/sighandler.cpp:89
[bt] #4 ./sighandler(+0xea4) [0x5563baaea4]
/home/jsaari/project/radar_ars/alfalfa/cuda/debug/sighandler.cpp:109
[bt] #5 /lib/aarch64-linux-gnu/libc.so.6(__libc_start_main+0xe0) [0x7f9ae316e0]
??:0
[bt] #6 ./sighandler(+0xa94) [0x5563baaa94]
:?


x86_64 $ ./sighandler 3
Got signal 11, faulty address is 0x7ffe291d27d0, from 0x40095a
[bt] Execution path:
[bt] #1 ./sighandler() [0x40095a]
/home/jsaari/common/experiment/backtrace/sighandler.cpp:79
[bt] #2 ./sighandler() [0x40095a]
/home/jsaari/common/experiment/backtrace/sighandler.cpp:79
[bt] #3 ./sighandler() [0x400982]
/home/jsaari/common/experiment/backtrace/sighandler.cpp:89
[bt] #4 ./sighandler() [0x4009f4]
/home/jsaari/common/experiment/backtrace/sighandler.cpp:109
[bt] #5 /lib64/libc.so.6(__libc_start_main+0xf5) [0x7f294a36d495]
??:0
[bt] #6 ./sighandler() [0x4006d9]
??:?

恕我直言-既然NVIDIA已经收购了ARM，ARM将接管物联网（如果尚未收购），而英特尔很可能开始陷入困境。

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很明显，这里显示的是地址混乱：

https://bugs.debian.org/cgi-bin/bugreport.cgi?bug=860394

显然，这是由gcc仅构建与位置无关的代码引起的。如果您使用“ -no-pie”构建应用程序，则trace [i]条目可用于addr2line。

除了我编码的过程之外，我还没有找到如何管理它的方法。

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来自此帖子：

How to find load relocation for a PIE binary?

重定位值可以从

获得

#include <link.h>

. . .

uintptr_t relocation = _r_dump.r_map->l_addr;

可以从trace [i]中减去重定位值，以获得addr2line可以利用的地址（在我使用的xavier aarch64框上的结果）。

对于非重定位二进制文​​件，重定位的值为“ 0”（在我使用的x86_64框上的结果）。