开发一个 Linux 调试器（八）：堆栈展开

有时你需要知道的最重要的信息是什么，你当前的程序状态是如何到达那里的。有一个 backtrace 命令，它给你提供了程序当前的函数调用链。这篇文章将向你展示如何在 x86_64 上实现堆栈展开以生成这样的回溯。

系列索引

这些链接将会随着其他帖子的发布而上线。

1. 准备环境
2. 断点
3. 寄存器和内存
4. ELF 和 DWARF
5. 源码和信号
6. 源码级逐步执行
7. 源码级断点
8. 堆栈展开
9. 读取变量
10. 之后步骤

用下面的程序作为例子：

void a() {
    //stopped here
}

void b() {
     a();
}

void c() {
     a();
}

int main() {
    b();
    c();
}

如果调试器停在 //stopped here' 这行，那么有两种方法可以达到：main->b->a或main->c->a`。如果我们用 LLDB 设置一个断点，继续执行并请求一个回溯，那么我们将得到以下内容：

* frame #0: 0x00000000004004da a.out`a() + 4 at bt.cpp:3
  frame #1: 0x00000000004004e6 a.out`b() + 9 at bt.cpp:6
  frame #2: 0x00000000004004fe a.out`main + 9 at bt.cpp:14
  frame #3: 0x00007ffff7a2e830 libc.so.6`__libc_start_main + 240 at libc-start.c:291
  frame #4: 0x0000000000400409 a.out`_start + 41

这说明我们目前在函数 a 中，a 从函数 b 中跳转，b 从 main 中跳转等等。最后两个帧是编译器如何引导 main 函数的。

现在的问题是我们如何在 x86_64 上实现。最稳健的方法是解析 ELF 文件的 .eh_frame 部分，并解决如何从那里展开堆栈，但这会很痛苦。你可以使用 libunwind 或类似的来做，但这很无聊。相反，我们假设编译器以某种方式设置了堆栈，我们将手动遍历它。为了做到这一点，我们首先需要了解堆栈的布局。

            High
        |   ...   |
        ++
     +16|  Arg 2  |
        ++
EBP+--> |Saved EBP|
        ++
ESP+--> |  Var 2  |
        +

via: <https://blog.tartanllama.xyz/c++/2017/06/24/writing-a-linux-debugger-unwinding/>

作者：[Simon Brand](https://twitter.com/TartanLlama) 译者：[geekpi](https://github.com/geekpi) 校对：[wxy](https://github.com/wxy)

本文由 [LCTT](https://github.com/LCTT/TranslateProject) 原创编译，[Linux中国](https://linux.cn/) 荣誉推出