linux下追踪函数调用堆栈

原址http://blog.chinaunix.net/u1/35065/showart_2147701.html   一般察看函数运行时堆栈的方法是使用GDB之类的外部调试器,但是,有些时候为了分析程序的BUG,(主要针对长时间运行程序的分析),在程序出错时打印出函数的调用堆栈是非常有用的。 在头文件"execinfo.h"中声明了三个函数用于获取当前线程的函数调用堆栈 Function: int backtrace(void **buffer,int size) 该函数用与获取当前线程的调用堆栈,获取的信息将会被存放在buffer中,它是一个指针列表。参数 size 用来指定buffer中可以保存多少个void* 元素。函数返回值是实际获取的指针个数,最大不超过size大小 在buffer中的指针实际是从堆栈中获取的返回地址,每一个堆栈框架有一个返回地址 注意某些编译器的优化选项对获取正确的调用堆栈有干扰,另外内联函数没有堆栈框架;删除框架指针也会使无法正确解析堆栈内容 Function: char ** backtrace_symbols (void *const *buffer, int size) backtrace_symbols将从backtrace函数获取的信息转化为一个字符串数组. 参数buffer应该是从backtrace函数获取的数组指针,size是该数组中的元素个数(backtrace的返回值)        函数返回值是一个指向字符串数组的指针,它的大小同buffer相同.每个字符串包含了一个相对于buffer中对应元素的可打印信息.它包括函数名，函数的偏移地址,和实际的返回地址 现在,只有使用ELF二进制格式的程序和苦衷才能获取函数名称和偏移地址.在其他系统,只有16进制的返回地址能被获取.另外,你可能需要传递相应的标志给链接器,以能支持函数名功能(比如,在使用GNU ld的系统中,你需要传递(-rdynamic)) 该函数的返回值是通过malloc函数申请的空间,因此调用这必须使用free函数来释放指针. 注意:如果不能为字符串获取足够的空间函数的返回值将会为NULL Function:void backtrace_symbols_fd (void *const *buffer, int size, int fd) backtrace_symbols_fd与backtrace_symbols 函数具有相同的功能,不同的是它不会给调用者返回字符串数组,而是将结果写入文件描述符为fd的文件中,每个函数对应一行.它不需要调用malloc函数,因此适用于有可能调用该函数会失败的情况 下面的例子显示了这三个函数的用法 #include <execinfo.h> #include <stdio.h> #include <stdlib.h> /* Obtain a backtrace and print it to stdout. */ void print_trace (void) { void *array[10]; size_t size; char **strings; size_t i; size = backtrace (array, 10); strings = backtrace_symbols (array, size); printf ("Obtained %zd stack frames./n", size); for (i = 0; i < size; i++)      printf ("%s/n", strings); free (strings); } /* A dummy function to make the backtrace more interesting. */ void dummy_function (void) { print_trace (); } int main (void) { dummy_function (); return 0; } 备注:void *const *buffer -- buffer指向char类型的常量指针的指针(很是拗口)

 

 

 

 

善用backtrace解决大问题(转)

程序在得到一个Segmentation fault这样的错误信息毫无保留地就跳出来了，遇到这样的问题让人很痛苦，查找问题不亚于你N多天辛苦劳累编写代码的难度。那么有没有更好的方法可以在产生SIGSEGV信号的时候得到调试可用的信息呢？看看下面的例程吧！ sigsegv.h #ifndef __sigsegv_h__ #define __sigsegv_h__ #ifdef __cplusplus extern "C" { #endif   int setup_sigsegv(); #ifdef __cplusplus } #endif #endif /* __sigsegv_h__ */   sigsegv.c #define _GNU_SOURCE #include <memory.h> #include <stdlib.h> #include <stdio.h> #include <signal.h> #include <ucontext.h> #include <dlfcn.h> #include <execinfo.h> #ifndef NO_CPP_DEMANGLE #include <cxxabi.h> #endif #if defined(REG_RIP) # define SIGSEGV_STACK_IA64 # define REGFORMAT "%016lx" #elif defined(REG_EIP) # define SIGSEGV_STACK_X86 # define REGFORMAT "%08x" #else # define SIGSEGV_STACK_GENERIC # define REGFORMAT "%x" #endif static void signal_segv(int signum, siginfo_t* info, void*ptr) {   static const char *si_codes[3] = {"", "SEGV_MAPERR", "SEGV_ACCERR"};   size_t i;   ucontext_t *ucontext = (ucontext_t*)ptr; #if defined(SIGSEGV_STACK_X86) || defined(SIGSEGV_STACK_IA64)   int f = 0;   Dl_info dlinfo;   void **bp = 0;   void *ip = 0; #else   void *bt[20];   char **strings;   size_t sz; #endif   fprintf(stderr, "Segmentation Fault!/n");   fprintf(stderr, "info.si_signo = %d/n", signum);   fprintf(stderr, "info.si_errno = %d/n", info->si_errno);   fprintf(stderr, "info.si_code  = %d (%s)/n", info->si_code, si_codes[info->si_code]);   fprintf(stderr, "info.si_addr  = %p/n", info->si_addr);   for(i = 0; i < NGREG; i++)     fprintf(stderr, "reg[%02d]       = 0x" REGFORMAT "/n", i, ucontext->uc_mcontext.gregs[i]); #if defined(SIGSEGV_STACK_X86) || defined(SIGSEGV_STACK_IA64) # if defined(SIGSEGV_STACK_IA64)   ip = (void*)ucontext->uc_mcontext.gregs[REG_RIP];   bp = (void**)ucontext->uc_mcontext.gregs[REG_RBP]; # elif defined(SIGSEGV_STACK_X86)   ip = (void*)ucontext->uc_mcontext.gregs[REG_EIP];   bp = (void**)ucontext->uc_mcontext.gregs[REG_EBP]; # endif   fprintf(stderr, "Stack trace:/n");   while(bp && ip) {     if(!dladdr(ip, &dlinfo))       break;     const char *symname = dlinfo.dli_sname; #ifndef NO_CPP_DEMANGLE     int status;     char *tmp = __cxa_demangle(symname, NULL, 0, &status);     if(status == 0 && tmp)       symname = tmp; #endif     fprintf(stderr, "% 2d: %p <%s+%u> (%s)/n",             ++f,             ip,             symname,             (unsigned)(ip - dlinfo.dli_saddr),             dlinfo.dli_fname); #ifndef NO_CPP_DEMANGLE     if(tmp)       free(tmp); #endif     if(dlinfo.dli_sname && !strcmp(dlinfo.dli_sname, "main"))       break;     ip = bp[1];     bp = (void**)bp[0];   } #else   fprintf(stderr, "Stack trace (non-dedicated):/n");   sz = backtrace(bt, 20);   strings = backtrace_symbols(bt, sz);   for(i = 0; i < sz; ++i)     fprintf(stderr, "%s/n", strings[i]); #endif   fprintf(stderr, "End of stack trace/n");   exit (-1); } int setup_sigsegv() {   struct sigaction action;   memset(&action, 0, sizeof(action));   action.sa_sigaction = signal_segv;   action.sa_flags = SA_SIGINFO;   if(sigaction(SIGSEGV, &action, NULL) < 0) {     perror("sigaction");     return 0;   }   return 1; } #ifndef SIGSEGV_NO_AUTO_INIT static void __attribute((constructor)) init(void) {   setup_sigsegv(); } #endif   main.c #include "sigsegv.h" #include <string.h> int die() {   char *err = NULL;   strcpy(err, "gonner");   return 0; } int main() {   return die(); }   下面来编译上面的main.c程序看看将会产生什么样的信息呢，不过要注意的就是如果要在你的程序里引用sigsegv.h、sigsegv.c得到堆栈信息的话记得加上-rdynamic -ldl参数。 /data/codes/c/test/backtraces $ gcc -o test -rdynamic -ldl -ggdb -g sigsegv.c main.c /data/codes/c/test/backtraces $ ./test Segmentation Fault! info.si_signo = 11 info.si_errno = 0 info.si_code  = 1 (SEGV_MAPERR) info.si_addr  = (nil) reg[00]       = 0x00000033 reg[01]       = 0x00000000 reg[02]       = 0xc010007b reg[03]       = 0x0000007b reg[04]       = 0x00000000 reg[05]       = 0xb7fc8ca0 reg[06]       = 0xbff04c2c reg[07]       = 0xbff04c1c reg[08]       = 0xb7f8cff4 reg[09]       = 0x00000001 reg[10]       = 0xbff04c50 reg[11]       = 0x00000000 reg[12]       = 0x0000000e reg[13]       = 0x00000006 reg[14]       = 0x080489ec reg[15]       = 0x00000073 reg[16]       = 0x00010282 reg[17]       = 0xbff04c1c reg[18]       = 0x0000007b Stack trace:  1: 0x80489ec <die+16> (/data/codes/c/test/backtraces/test)  2: 0x8048a16 <main+19> (/data/codes/c/test/backtraces/test) End of stack trace /data/codes/c/test/backtraces $   下面用gdb来看看出错的地方左右的代码： /data/codes/c/test/backtraces $ gdb ./test gdb> disassemble die+16 Dump of assembler code for function die: 0x080489dc <die+0>:     push   %ebp 0x080489dd <die+1>:     mov    %esp,%ebp 0x080489df <die+3>:     sub    $0x10,%esp 0x080489e2 <die+6>:     movl   $0x0,0xfffffffc(%ebp) 0x080489e9 <die+13>:    mov    0xfffffffc(%ebp),%eax 0x080489ec <die+16>:    movl   $0x6e6e6f67,(%eax) 0x080489f2 <die+22>:    movw   $0x7265,0x4(%eax) 0x080489f8 <die+28>:    movb   $0x0,0x6(%eax) 0x080489fc <die+32>:    mov    $0x0,%eax 0x08048a01 <die+37>:    leave  0x08048a02 <die+38>:    ret    End of assembler dump. gdb>   也可以直接break *die+16进行调试，看看在出错之前的堆栈情况，那么下面我们再来看看代码问题到底出在什么地方了。 /data/codes/c/test/backtraces $ gdb ./test gdb> break *die+16 Breakpoint 1 at 0x80489f2: file main.c, line 6. gdb> list *die+16 0x80489f2 is in die (main.c:6). 1       #include "sigsegv.h" 2       #include <string.h> 3       4       int die() { 5         char *err = NULL; 6         strcpy(err, "gonner"); 7         return 0; 8       } 9       10      int main() { gdb>   现在看看定位错误将会多么方便，上面的调试指令中list之前break不是必须的，只是让你可以看到break其实就已经指出了哪一行代码导致 Segmentation fault了。如果你要发布你的程序你一般会为了减少体积不会附带调试信息的(也就是不加-ggdb -g参数)，不过没关系，你一样可以得到上面stack-trace信息，然后你调试之前只要加上调试信息即可。