用户空间 backtrace

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#include <execinfo.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>

#define MAX_FRAMES 10

int myfunc1(int);
int myfunc2(int);
int myfunc3(int);

void printCallers()
{
    int layers = 0, i = 0;
    char ** symbols = NULL;
    
    void * frames[MAX_FRAMES];
    memset(frames, 0, sizeof(frames));
    layers = backtrace(frames, MAX_FRAMES);
    for (i=0; i<layers; i++) {
        printf("Layer %d: %p\\n", i, frames[i]);
    }
    printf("------------------\\n");
    
    symbols = backtrace_symbols(frames, layers);
    if (symbols) {
        for (i=0; i<layers; i++) {
            printf("SYMBOL layer %d: %s\\n", i, symbols[i]);
        }
        free(symbols);
    }
    else {
        printf("Failed to parse function names\\n");
    }
}

int myfunc1(int a)
{
    int b = a + 5;
    int result = myfunc2(b);
    return result;
}

int myfunc2(int b)
{
    int c = b * 2;
    int result = c + myfunc3(c);
    return result;
}

int myfunc3(int c)
{
    printCallers();
    return 0;
}

int main()
{
    int result = 0;
    result = myfunc1(1);
    printf("result = %d\\n", result);
    
    return 0;
}
  • backtrace

backtrace 有 2 个参数，第 1 个参数实际上是一个 void * 类型的数组，将来所有的 frame 信息都会存在这个数组里；第 2 个参数 size 的含义是指明该数组的大小。比如，数组大小为 5，而实际 frames 有 10 层，则只存储最新的 5 个 frames; backtrace 的返回值的含义是究竟返回了多少层的 frames，比如，size 指定为 10，而 frames 只有 5 层，则返回 5； 若 size 指定为 5，而 frames 有 10 层，则也返回 5.

  • backtrace_symbols

    这个函数用来解析每个 frame 中的函数地址代表的函数名称是什么。它必须要在运行完了上面的 backtrace 函数之后才能用。为什么呢？因为它的第 1 个参数就是被上面的 backtrace 函数填充了的那个 void * 数组。而它的第 2 个参数指的是要解析该 buffer 数组中的几个元素。

    • 它返回的是一个 char *数组，代表函数名数组，但是返回的这个 char ** 必须要被调用者 free 掉，而该 char * 数组内的每个 char * 是不能被 free 的
    • 出错情况下返回 NULL
    • 一般情况下，该函数解析不出函数名；只有在编译的时候加了 “-rdynamic” 选项，将来运行时才能解析出函数名

  • backtrace_symbols_fd

该函数和 backtrace_symbols 类似，都是把函数地址解析成函数名称。不同点在于，它不会返回任何东西，而是把解析出的函数名称写进第 3 个参数，即一个文件描述符。

  • 其他
    • 编译器优化，比如 “-O3”, “-O2” 等，可能会导致调用层次丢失
    • inline 函数没有 stack frame ，因此不会被打印出来
    • ail-call 优化也会导致函数名称的打印丢失