在程序中操作调用栈

翻译自http://www.gnu.org/software/libc/manual/html_node/Backtraces.html#Backtraces


调用栈(Backtraces)

调用栈是线程中当前激活的函数调用列表。通常借助外部调试工具如gdb来查看调用栈。然而,有时候在程序中通过编码的方式获取调用栈是非常有用的,例如,为了记录日志或者诊断程序。

头文件execinfo.h声明了三个函数,从当前线程中获取和操作调用栈。


函数:int backtrace (void **buffer, int size)

Preliminary: | MT-Safe | AS-Unsafe init heap dlopen plugin lock | AC-Unsafe init mem lock fd | See POSIX Safety Concepts.

backtrace 函数获取当前线程的调用栈作为一个列表(list of pointers),并将信息装入 buffer 中。参数 size 应当是将要装入 buffer 的 void * 类型元素的个数。返回值是实际装入 buffer 的全部元素的个数,最大值为 size

buffer 中的指针全部返回通过检查堆栈(stack)获得的实际地址,每个指针返回一层栈帧(stack frame)的地址。

需要注意的是某些编译器优化会打乱获取的有效的调用栈。函数内联导致内联函数不拥有调用帧栈;尾调用优化会用一个调用帧栈取代另一个;帧指针缺失将阻止 backtrace 正确解释堆栈内容。


函数:char ** backtrace_symbols (void *const *buffer int size)

Preliminary: | MT-Safe | AS-Unsafe heap | AC-Unsafe mem lock | See POSIX Safety Concepts.

backtrace_symbols 函数将 backtrace 函数获取的信息转换成一个字符串数组。参数 buffer 应但是指向通过 backtrace 函数获取的地址数组的指针,size 是该数组的元素个数(backtrace的返回值)。

返回值是指向一个字符串数组的指针,改数组和 buffer 一样拥有 size 个元素。每个字符转都包含 buffer 中元素对应的可阅读描述。其中包含函数名(如果可以确定),进入函数的偏移量,和实际返回地址(十六进制)。

当前,函数名和偏移量只能在使用 ELF 作为程序和库的二进制格式的系统上获取。在其他系统上,只有十六进制返回地址可以表示。当然,你也可能需要通过向连接器传递额外标记使程序可以获取函数名。(例如,在使用 GNU ld 的系统上,你需要传递 -rdynamic)

backtrace_symbols 的返回值是通过 malloc 函数获取的指针,调用者有义务释放该指针。注意只有返回值需要被释放,不是单独的字符串。

如果没有足够的内存存储字符串,返回值为 NULL 。


函数:void backtrace_symbols_fd (void *const *buffer, int size, int fd)

Preliminary: | MT-Safe | AS-Safe | AC-Unsafe lock | See POSIX Safety Concepts.

backtrace_symbols_fd 函数执行与 backtrace_symbols 函数相同的转换。该函数不将字符串返回给调用者,而是将字符串写入描述符为 fd 的文件,每个一行。由于不使用 malloc 函数,因此可以在该函数可能失败的情况下使用。


下面的程序说明了这些函数的用法。注意包含由 backtrace 返回的地址的数组被分配到了栈上。因此这样的代码可以在无法通过 malloc 获取内存的情况下使用(同样也是 backtrace_symbols 需要呗替换为 backtrace_symbols_fd 的情况)。一般情况下返回的地址的个数不会太多。即使复杂的程序也很少有超过50嵌套的层次,200条记录应该足以覆盖所有程序了。

#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[i]);

  free (strings);
}

/* A dummy function to make the backtrace more interesting. */
void
dummy_function (void)
{
  print_trace ();
}
最后编辑于
©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 202,802评论 5 476
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 85,109评论 2 379
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 149,683评论 0 335
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 54,458评论 1 273
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 63,452评论 5 364
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 48,505评论 1 281
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 37,901评论 3 395
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 36,550评论 0 256
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 40,763评论 1 296
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 35,556评论 2 319
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 37,629评论 1 329
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 33,330评论 4 318
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 38,898评论 3 307
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 29,897评论 0 19
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 31,140评论 1 259
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 42,807评论 2 349
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 42,339评论 2 342

推荐阅读更多精彩内容