高效获得Linux函数调用栈/backtrace的方法

有四种方法可以获得Linux的函数调用堆栈，参见CALL STACK TRACE GENERATION。

在这里简单罗列一下文中提到的四个方案：

方法1 GCC内置函数__builtin_return_address

方法2 Glibc中的backtrace函数

方法3 Jeff Muizelaar实现的增强backtrace，除了函数名，还能获得代码行号

方法4 libunwind

trace，除了函数名，还能获得代码行号

方法4 libunwind

这里面的方法2和方法4都尝试过，方法2的backtrace函数是通过读取操作系统的一个全局信息区，在多线程并发调用时，会造成严重的锁冲突。

方法4的libunwind也存在开销较大的问题。

最终采用了下面的方案：

#define STACKCALL __attribute__((regparm(1),noinline))
void ** STACKCALL getEBP(void){
        void **ebp=NULL;
        __asm__ __volatile__("mov %%rbp, %0;\n\t"
                    :"=m"(ebp)      /* 输出 */
                    :      /* 输入 */
                    :"memory");     /* 不受影响的寄存器 */
        return (void **)(*ebp);
}
int my_backtrace(void **buffer,int size){

    int frame=0;
    void ** ebp;
    void **ret=NULL;
    unsigned long long func_frame_distance=0;
    if(buffer!=NULL && size >0)
    {
        ebp=getEBP();
        func_frame_distance=(unsigned long long)(*ebp) - (unsigned long long)ebp;
        while(ebp&& frame<size
            &&(func_frame_distance< (1ULL<<24))//assume function ebp more than 16M
            &&(func_frame_distance>0))
        {
            ret=ebp+1;
            buffer[frame++]=*ret;
            ebp=(void**)(*ebp);
            func_frame_distance=(unsigned long long)(*ebp) - (unsigned long long)ebp;
        }
    }
    return frame;
}

my_backtrace返回的内容和glibc的backtrace相同，可以用《使用backtrace获得动态链接库的调用地址》中的方法获得可读的调用栈。

局限性：

如果源代码编译时使用了-O1或-O2优化选项，可执行代码会把ebp/rbp/rsp寄存器当作普通寄存器使用，导致backtrace失败。为了防止这种情况发生，可以在编译时使用-O2  -fno-omit-frame-pointer  或-Og 来避免优化中使用上述寄存器。

文中的关于my_backtrace的实现主要归功于WangPeng同学。

参考文献

http://blog.chinaunix.net/uid-24774106-id-3457205.html

http://www.linuxidc.com/Linux/2011-08/41641.htm