u-boot 实现 backtrace

u-boot 没有 backtrace() 函数, 调试时想跟踪调用关系, 没 jtag 就比较困难了.

这里通过获取 sp 指针的地址, 分析地址指令打印了栈中的调用地址. 这些地址可以在 u-boot 编译生成的 System.map 中查找, 就可以获得对应函数地址.

extern char __image_copy_start[]; extern char __image_copy_end[]; #define MAX_CALL_STACK_LEVEL 16 // 转换成 System.map 中的地址 static unsigned long convert_address(unsigned long address) {     return CONFIG_SYS_TEXT_BASE + (address - (unsigned long)__image_copy_start); } static void print_stack_trace(unsigned long *sp) {     int count = 0;     while((unsigned long)sp < CONFIG_SYS_INIT_SP_ADDR) {         unsigned long address = *sp;         if ((0 == ((address) & 0x0003))             && (address >= (unsigned long)__image_copy_start &&                 address <= (unsigned long)__image_copy_end)             )         {             ulong prev = address - 4;             ulong opcode = *(ulong*)prev;             // BL or BLX             if (((opcode & 0x0f000000) == 0x0b000000) ||                 ((opcode & 0x0ffffff0) == 0x012FFFF10))             {                 printf("%08lx\n", convert_address(address));                 if (++count > MAX_CALL_STACK_LEVEL) {                     break;                 }             }                      }         sp++;     }     printf("----------------------------\n"); } void dprint_stack_trace(void) {     unsigned long *sp;     asm volatile("mov %0, sp":"=r"(sp));     printf("stack trace, sp = %08lx: \n", (unsigned long)sp);     printf("----------------------------\n");     print_stack_trace(sp); }

注: 

    u-boot 运行时, 运行地址有可能重新分配了, 因此显示的地址需要根据 __image_copy_start 转换.

    以上代码最多显示 16 个地址, 如果不够用, 可以修改 MAX_CALL_STACK_LEVEL 定义.

    显示的地址是根据判断所存的数据是不是 bl 或 blx 指令, 不排除堆栈中的数据符合条件, 因此显示的地址中会出现无效的地址, 还需要人为根据函数的调用关系判断过滤无效地址.

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以下程序可以用于在 System.map 中查找 dprint_stack_trace() 打印的地址, 并显示函数名.

可存成源文件 taddr.c , 通过以下命令编译生成

 gcc -o taddr ./taddr.c

#include <stdio.h> #include <malloc.h> #include <string.h> #define MAX_NAME_LEN    128 typedef struct _addr_pair_t {     unsigned long addr;     char name[MAX_NAME_LEN]; }addr_pair_t; static addr_pair_t *pair_buf = NULL; static int pair_count = 0, pair_buf_len = 0; static void inc_pair_buf(void) {     pair_buf_len += 128;     pair_buf = realloc(pair_buf, pair_buf_len * sizeof(addr_pair_t)); } static int load_system_map(void) {     FILE *fp = fopen("System.map", "rb");     if (fp != NULL)     {         char *line = NULL;         size_t s = 0;         ssize_t c;         char fmt[128];         sprintf(fmt,"%%lx %%c %%%ds", MAX_NAME_LEN - 1);         inc_pair_buf();         while (!feof(fp))         {             unsigned long addr;             char flag;             char name[MAX_NAME_LEN];             c = getline(&line,&s,fp);             if (c > 0)             {                 if (3 == sscanf(line,fmt,&addr,&flag,name))                 {                     if (flag == 'T' || flag == 't')                     {                         name[MAX_NAME_LEN - 1] = 0;                         if (pair_count >= pair_buf_len)                         {                             inc_pair_buf();                         }                         pair_buf[pair_count].addr = addr;                         strcpy(pair_buf[pair_count].name,name);                         pair_count ++;                     }                 }             }         }         if ( line != NULL) {             free(line);         }         fclose(fp);     }     else     {         fprintf(stderr, "System.map not exist!\n");     }      } static void print_addr(unsigned long addr) {           if ((addr >= pair_buf[0].addr) && (addr <= pair_buf[pair_count - 1].addr))     {         int c = 0;         int top = pair_count;         int bottom = 0;         while (1)         {             int index = bottom + (top - bottom) / 2;                          if ((index == (pair_count - 1)) ||                  (pair_buf[index].addr <= addr && pair_buf[index + 1].addr >= addr))             {                 printf("%08lx: %s + 0x%lx\n",addr, pair_buf[index].name ,addr - pair_buf[index].addr);                 break;             }             if (addr < pair_buf[index].addr)             {                 top = index;             }             else if(addr > pair_buf[index].addr)             {                 bottom = index;             }         }     }      } #define MAX_ADDR_COUNT    128 void main(int argc, const char ** argv) {     load_system_map();     if (pair_count > 0)     {         unsigned long addr_buf[MAX_ADDR_COUNT];         int addr_count = 0;         unsigned long addr;         char str[128];         int i;         while (1 == scanf("%lx",&addr))         {             addr_buf[addr_count ++] = addr;             if (addr_count >= MAX_ADDR_COUNT)             {                 break;             }         }         for (i = 0; i < addr_count; ++i)         {             print_addr(addr_buf[i]);         }         printf("end!\n");     }     free(pair_buf); }

用法: 在 u-boot 目录下运行 taddr (System.map 需要存在), 将串口中打印的堆栈地址, 包含最后的 '-' 号:

(以下蓝色字为粘贴的内容)

u-boot$ ./taddr 60012194 60012b28 60010e00 600178f0 60006510 60000d34 600049d8 6000048c 60049120 60049120 60049120 60024148 60024148 600262ec 600262d8 600262c4 ---------------------------- 60012194: sys_boot + 0x344 60012b28: myboot + 0x110 60010e00: board_late_init + 0x8 600178f0: do_go + 0x54 60006510: clbss_l + 0x18 60000d34: invalidate_dcache_range + 0x24 600049d8: rk_pl330_rq + 0xa4 6000048c: irq + 0x2c 60049120: __udivdi3 + 0x18b38 60049120: __udivdi3 + 0x18b38 60049120: __udivdi3 + 0x18b38 60024148: rk_lcdc_load_screen + 0x1cc 60024148: rk_lcdc_load_screen + 0x1cc 600262ec: rk_mipi_dsi_init + 0x36c 600262d8: rk_mipi_dsi_init + 0x358 600262c4: rk_mipi_dsi_init + 0x344 end!

以下正确的调用堆栈为 do_go -> board_late_init-> myboot-> sys_boot, 其它为无效地址