为什么 backtrace 不包含 Objective-C 符号而不管 -rdynamic？

Question

更新：我正在使用 Linux 上的 GNU 运行时。该问题不会在具有 Apple 运行时的 MacOS 上发生。

更新 2： 我在 MacOS 上编译了 GNU 运行时并用它构建了示例。在具有 GNU 运行时的 MacOS 上不会发生该错误。我会说问题在于 glibc（因为 backtrace 和 backtrace_symbols 是 glibc 扩展）。

在使用 backtrace 和 backtrace_symbols 在 GCC 编译的 Objective-C 应用程序中打印回溯时，我没有得到任何 Objective-C 符号。仅显示文件名、地址和 C 符号。

我用-g编译并用-rdynamic链接。

我的测试应用：

void _printTrace()
{
    void *addr[1024];
    int aCount = backtrace(addr, 1024);
    char **frameStrings = backtrace_symbols(addr, aCount);
    for (int i = 0; i < aCount; i++) {
        printf("%s\n", frameStrings[i]);
    }
    free(frameStrings);
}

@interface TheObject
+ (void)_printTrace;
+ (void)printTrace;
@end

@implementation TheObject
+ (void)_printTrace
{
    _printTrace();
}

+ (void)printTrace
{
    [self _printTrace];
}
@end

void printTrace()
{
    [TheObject printTrace];
}

int main(int argc, char **argv)
{
    printTrace();
    return 0;
}

它的输出：

./test.bin(_printTrace+0x1f) [0x8048e05]
./test.bin() [0x8048e60]
./test.bin() [0x8048e8b]
./test.bin(printTrace+0x34) [0x8048ec5]
./test.bin(main+0xf) [0x8048eda]
/lib/libc.so.6(__libc_start_main+0xe5) [0xb7643bb5]
./test.bin() [0x8048b51]

有没有办法让 Objective-C 符号出现在这个回溯中？

Answer 1

dladdr() 只报告全局和弱符号。但是所有 Objective-C 函数符号都是局部的：

$ readelf -s so_backtrace

Symbol table '.dynsym' contains 29 entries:
…

Symbol table '.symtab' contains 121 entries:
   Num:    Value  Size Type    Bind   Vis      Ndx Name
…
    49: 08048a01    13 FUNC    LOCAL  DEFAULT   14 _c_TheObject___printTrace
    50: 08048a0e    47 FUNC    LOCAL  DEFAULT   14 _c_TheObject__printTrace
…

您可以通过自己查看GNU libc source code 来验证永远不会返回本地符号。 backtrace_symbols() 在 sysdeps/generic/elf/backtracesyms.c 中定义。它依赖于在 elf/dl-addr.c 中定义的_dl_addr() 为其提供符号名称。最终调用determine_info()。如果可以，它使用GNU hash table，它不包含设计的本地符号：

49       /* We look at all symbol table entries referenced by the hash
50          table.  */
…
60                   /* The hash table never references local symbols so
61                      we can omit that test here.  */

如果 GNU 哈希表不存在，它将回退到标准哈希表。这包括所有符号，但determine_info() 代码过滤掉了除全局符号和弱符号之外的所有符号：

90         if ((ELFW(ST_BIND) (symtab->st_info) == STB_GLOBAL
91              || ELFW(ST_BIND) (symtab->st_info) == STB_WEAK)

要对 Objective-C 函数地址进行符号化，您必须自己执行查找，而不是过滤掉本地函数符号。此外，您必须对 Objective-C 函数符号进行 demangle 以将 _c_TheObject___printTrace 恢复为 +[TheObject _printTrace]。

Answer 2

GNUstep 的NSException 实现不使用backtrace，而是使用libbfd（二进制文件描述符）。我认为实际完成工作的函数称为static void find_address，您可以查看here。使用这个简单的例子，我得到了以下结果。

#include <Foundation/Foundation.h>

@interface Test : NSObject {}
+ (void) test;
@end

@implementation Test
+ (void) test
{
    Class GSStackTrace = objc_getClass("GSStackTrace");

    id stack = [GSStackTrace currentStack];

    for (int i = 0; i < [stack frameCount]; i++)
    {
        NSLog (@"%@", [[stack frameAt:i] function]);
    }
}
@end

int main(int argc, char **argv)
{
    NSAutoreleasePool *pool = [[NSAutoreleasePool alloc] init];

    [Test test];

    [pool release];

    return 0;
}

输出（使用调试符号编译时）：

2010-10-18 14:14:46.188 a.out[29091] +[GSStackTrace currentStack]
2010-10-18 14:14:46.190 a.out[29091] +[Test test]
2010-10-18 14:14:46.190 a.out[29091] main
2010-10-18 14:14:46.190 a.out[29091] __libc_start_main

您也许可以将GSStackTrace 分开。它是一个“私有”类（这就是我需要使用objc_getClass 的原因，您还会收到很多无法识别的选择器警告），但它似乎包含读取Objective-C 类名所需的所有代码。

在 Ubuntu 9.04 上测试，GNUstep 配置为 --enable-debug（因此 GSFunctionInfo 包含在构建中）。

Answer 3

我希望您需要向 ObjC 运行时询问地址以获取符号信息。例如，从 backtrace() 返回的地址可能会传递给 object_getClass() 之类的东西来获取类。我还没有尝试过任何这些，但在这种情况下，这是我接下来要看的地方。