爱华网在头文件"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>
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 ("%sn", strings);
free (strings);
}
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.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 "6lx"
#elif defined(REG_EIP)
# define SIGSEGV_STACK_X86
# define REGFORMAT "x"
#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=%dn", signum);
fprintf(stderr, "info.si_errno=%dn", info->si_errno);
fprintf(stderr, "info.si_code=%d (%s)n", info->si_code, si_codes[info->si_code]);
fprintf(stderr, "info.si_addr=%pn", info->si_addr);
for(i = 0; i < NGREG; i++)
fprintf(stderr, "reg[d]=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, "%sn", strings[i]);
#endif
fprintf(stderr, "End of stack tracen");
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 ?p
0x080489dd <die+1>: mov %esp,?p
0x080489df <die+3>: sub $0x10,%esp
0x080489e2 <die+6>: movl $0x0,0xfffffffc(?p)
0x080489e9 <die+13>: mov 0xfffffffc(?p),?x
0x080489ec <die+16>: movl $0x6e6e6f67,(?x)
0x080489f2 <die+22>: movw $0x7265,0x4(?x)
0x080489f8 <die+28>: movb $0x0,0x6(?x)
0x080489fc <die+32>: mov $0x0,?x
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。
