使用Backtrace函数打印调用栈 - Debug居家必备

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本文介绍了如何使用glibc提供的backtrace函数打印调用栈(callstack)，包括在程序中注册信号如SIGSEGV和SIGPIPE，并在信号回调中利用backtrace进行调试。还提供了示例代码说明如何生成和解析调用栈。

glibc提供了backtrace这个库函数，可以用来打印call stack。比如我们可以在程序中注册常见的一些signal，比如SIGSEGMENT, SIGPIPE，然后在这些信号的回调函数中，利用backtrace打印出call stack，这样debug就非常的方便。

backtrace的使用很简单，使用man手册中的Example代码即可，例如：

 1 #include <execinfo.h>   
 2 #include <stdio.h>
 3 #include <string.h>
 4 #include <stdlib.h>
 5 #include <errno.h>
 6 
 7 #define SIZE        100
 8 
 9 void dump_stack()
10 {
11     int btnum = 0;
12     void *btbuf[SIZE];
13     char **btstrings = NULL;
14     int i;
15 
16     /* Get backtrace */
17     btnum = backtrace(btbuf, SIZE);
18     btstrings = backtrace_symbols(btbuf, btnum);
19     if (btstrings == NULL) {
20         printf("Backtrace failed: %d:%s\n", errno, strerror(errno));
21     } else {
22         printf("Backtraces, total %d items\n", btnum);
23         for (i = 0; i < btnum; i++)
24             printf("%s\n", btstrings[i]);
25 
26         free(btstrings);
27     }
28 }
29 
30 void start_working()
31 {
32     printf("Start working...\n");
33     dump_stack();
34 }
35 
36 int main()
37 {
38     printf("Start backtracing...\n");
39     start_working();
40     return 0;
41 }

首先用backtrace，最多生成100层的call stack。然后用backtrace_symbols将backtrace返回的一堆地址翻译成函数名称。backtrace的返回值是具体生成了多少层的call stack，填充的btbuf是一个void *的数组，里面每个element都是一个void *，其实就是一个地址。

backtrace_symbols生成的字符串都是malloc出来的，但是不要最后一个一个的free，因为backtrace_symbols是根据backtrace给出的call stack层数，一次性的malloc出来一块内存来存放结果字符串的，所以，像上面代码一样，只需要在最后，free backtrace_symbols的返回指针就OK了。这一点backtrace的manual中也是特别提到的。

此外需要注意的是，使用backtrace来获取调用栈信息，在编译的时候需要加入：-rdynamic，这个option是传递给linker的，linker会将symbol放到.dydym table中，这样backtrace_symbols才能获取到地址对应的symbol。所以即使是使用了-g来编译程序，如果不使用-rdynamic的话，backtrace_symbols也找不到地址对应的symbol。这是backtrace系列函数的一个缺陷。不过有了地址也算是一个很大帮助了，毕竟可以使用gdb来找到对应的symbol。