关于objdump中DWARF结构体及其成员变量信息的理解验证

背景 #

我自认为已正确理解相关问题，但仅依据文档和直觉，希望资深专家能验证或纠正我的理解。我找到过一个相近的问题，但它只询问如何获取偏移的实现方式，并未解释如何解读这些信息（此外我使用的是pyelftools，与该帖子中的解决方案不同）。

示例代码与编译 #

示例C代码 #

#include <stdio.h>
// hello.c
struct myStruct {
    int myNum;
    char myLetter;
    int myNum2;
};

struct badStruct {
  int testingNum;

};
void foo() {
  struct badStruct bad;
  bad.testingNum = 17;
  struct myStruct s2;
  s2.myNum2 = 27;
  s2.myNum = 10;
}

int main()
{
    struct myStruct s1;
    s1.myNum = 0;
    s1.myNum2 = 17;
    s1.myLetter = 'a';
    int non_struct = 71;
    printf("Hello World %d %d\n", s1.myNum2, non_struct);
    return 0; 
}

编译命令 #

gcc -save-temps -masm=intel -gdwarf-2 -O0 hello.c -o hello.out

反汇编与DWARF信息 #

main函数反汇编（Intel格式，仅保留关键部分） #

main:
    endbr64
    push    rbp
    mov rbp, rsp
    .cfi_def_cfa_register 6
    sub rsp, 16
    mov DWORD PTR -12[rbp], 0
    mov DWORD PTR -4[rbp], 17
    mov BYTE PTR -8[rbp], 97

关键DWARF信息（来自objdump --dwarf=info ./hello.out） #

<1><71>: Abbrev Number: 5 (DW_TAG_structure_type)
    <72>   DW_AT_name        : (indirect string, offset: 0x125): myStruct
    <76>   DW_AT_byte_size   : 12
...
 <2><7e>: Abbrev Number: 6 (DW_TAG_member)
    <7f>   DW_AT_name        : (indirect string, offset: 0x15d): myNum
...
    <8a>   DW_AT_data_member_location: 2 byte block: 23 0      (DW_OP_plus_uconst: 0)
 <2><8d>: Abbrev Number: 6 (DW_TAG_member)
    <8e>   DW_AT_name        : (indirect string, offset: 0xc1): myLetter
...
    <99>   DW_AT_data_member_location: 2 byte block: 23 4       (DW_OP_plus_uconst: 4)
 <2><9c>: Abbrev Number: 6 (DW_TAG_member)
    <9d>   DW_AT_name        : (indirect string, offset: 0x113): myNum2
...
    <a8>   DW_AT_data_member_location: 2 byte block: 23 8       (DW_OP_plus_uconst: 8)

核心疑问与推导 #

根据DWARF2文档，myStruct的DW_AT_byte_size为12，这是否意味着所有分配myStruct对象的函数，都会在栈帧中分配偏移为-12（如rbp-12）的空间？

DWARF2中DW_AT_byte_size的定义：

如果结构体、联合体或类类型的实例大小可在编译时静态确定，该类型条目会带有DW_AT_byte_size属性，其常量值为存储该类型实例所需的字节数（包含填充字节）。

而成员变量的偏移可通过DW_OP_plus_uconst获取，其定义为：

结构体成员距离结构体实例起始位置的字节数，假定基地址已在栈上。

据此推导：

• myNum的地址为rbp-12 + 0即rbp-12，与汇编代码mov DWORD PTR -12[rbp], 0一致；
• myNum2的地址为rbp-12 + 8即rbp-4，对应汇编代码mov DWORD PTR -4[rbp], 17。

我对DWARF信息与结构体工作机制的理解是否正确？若有错误，请指出。

补充验证：foo函数的情况 #

foo函数反汇编（关键部分）：

foo:
    endbr64
    push    rbp
    mov rbp, rsp
    mov DWORD PTR -16[rbp], 17
    mov DWORD PTR -4[rbp], 27
    mov DWORD PTR -12[rbp], 10

用DWARF偏移信息验证：

• myNum2的地址仍为rbp-4，对应mov DWORD PTR -4[rbp], 27，即使在不同函数中也是如此。

foo中在myStruct对象上方添加了badStruct对象，其成员testingNum的偏移为rbp-16（myStruct大小12 + badStruct大小4）。对应的DWARF信息：

<1><ac>: Abbrev Number: 5 (DW_TAG_structure_type)
    <ad>   DW_AT_name        : (indirect string, offset: 0x109): badStruct
    <b1>   DW_AT_byte_size   : 4
 <2><b9>: Abbrev Number: 6 (DW_TAG_member)
    <ba>   DW_AT_name        : (indirect string, offset: 0x11a): testingNum
    <c5>   DW_AT_data_member_location: 2 byte block: 23 0       (DW_OP_plus_uconst: 0)

目前发现的小问题：需要累加各个结构体的DW_AT_byte_size来遍历栈上的结构体列表，但信息是按顺序提供的，影响不大。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Jay