DWARF关键数据
DWARF (Debugging With Attributed Record Formats) 使用一系列数据结构来存储调试信息，这些信息允许调试器提供源代码级别的调试体验。核心概念是 调试信息条目 (DIE, Debugging Information Entry)，以及支持这些条目的关键表结构。
调试信息条目 (DIE)
DWARF 使用 调试信息条目 (DIE) 来表示程序中的各种构造，例如变量、常量、类型、函数、编译单元等。每个 DIE 包含以下关键元素：
Tag: 一个标识符（例如
DW_TAG_variable，DW_TAG_pointer_type，DW_TAG_subprogram），指示DIE代表的程序构造的类型。 这些tag定义了DIE的语义。Attributes: 键值对，提供关于DIE的额外信息。例如，一个变量的DIE可能会有
name（变量名）,type(变量类型),location(变量在内存中的位置) 等属性。Children: DIE可以包含其他DIE作为其子节点。这些子节点构成了层级结构，用于描述复杂的程序构造。 例如，一个函数的DIE可能会包含其参数的DIE，以及其局部变量的DIE。
DIE之间的引用通过属性实现。例如，一个描述变量的DIE会包含一个 DW_AT_type 属性，该属性指向描述变量数据类型的另一个DIE。这种层级关系允许DWARF描述复杂的类型和作用域结构。
DIE的Children某种意义上说，也是一种隐式的引用关系，比如DIEs数据存储方式上，函数DIE之后紧跟着其参数、返回值对应的DIEs。
DIEs之间建立了Siblings、Children这两个不同维度上的引用关系，实际上形成了一个巨大的树，为了减少存储时的存储占用，也设计了一些编码方式来应对。
重要的表结构
为了支持源代码级别的调试，符号级调试器需要两张重要的表：行号表 (Line Number Table) 和调用栈信息表 (Call Frame Information)。
行号表 (Line Number Table): 建立了程序代码指令地址和源文件位置（file:line:col）之间的映射关系，它通常包含源文件名称、行号、列号、以及对应的指令地址。通过这里的映射表，允许调试器调试期间将当前执行到的位置（PC）转换为源代码中的位置进行显示；调试器参照此表可以将源码位置转换为内存指令地址，并在指令地址处添加断点，使我们可以用源文件位置添加断点。|
行号表中记录了如下细节信息，使我们可以做更多事情:
- 对一个函数，指示函数序言 (prologue) 和函数结尾 (epilogue) 的指令，可以据此绘制函数的callgraph。
- 对一行源码，可能包含一个或多个表达式、语句，对应多条指令，它能指示第一条指令的位置，以在准确位置添加断点。
- 调用栈信息表 (Call Frame Information): 允许调试器根据指令地址确定其在调用栈上的栈帧。这对于跟踪函数调用和理解程序的执行流程至关重要。它记录了执行时指令地址PC，与当前的 "栈指针SP" 和 "帧指针FP" 的值，以及返回地址。
为了减小上述表的存储占用，DWARF 使用状态机和字节码指令来编码这些表。这些指令指示状态机如何处理行号信息和栈帧信息，从而避免了冗余数据的存储。调试器加载这些编码后的数据，并将其交给状态机执行，状态机的输出结果就是调试器所需要的表。这种编码方式显著减少了调试信息的大小，使得DWARF能够在各种平台上使用。
后续章节将更详细地描述行号表和调用栈信息表的结构和编码方式。
本文小结
本文简单介绍了DWARF调试信息中我们打交道最多的几类数据，DIE是对不同程序构造的描述，而行号表、调用栈信息表则是对程序执行时静态视图、动态视图的一种体现。OK，接下来，将先介绍如何使用DIE对不同程序构造进行描述。
参考文献
- DWARF, https://en.wikipedia.org/wiki/DWARF
- DWARFv1, https://dwarfstd.org/doc/dwarf_1_1_0.pdf
- DWARFv2, https://dwarfstd.org/doc/dwarf-2.0.0.pdf
- DWARFv3, https://dwarfstd.org/doc/Dwarf3.pdf
- DWARFv4, https://dwarfstd.org/doc/DWARF4.pdf
- DWARFv5, https://dwarfstd.org/doc/DWARF5.pdf