backtrace, backtrace_symbols, backtrace_symbols

需要已掌握：动态符号表、符号表相关内容

backtrace, backtrace_symbols, backtrace_symbols_fd - 用于支持应用程序自调试

提要

#include <execinfo.h>int backtrace(void **buffer, int size);char **backtrace_symbols(void *const *buffer, int size);void backtrace_symbols_fd(void *const *buffer, int size, int fd);

描述

backtrace() 用于获取调用程序的堆栈。获取的堆栈信息存放在参数buffer中，它是一个指针数组。堆栈表示程序对该函数的一连串的调用。buffer指向的数组中的每一项都是void*类型，存放的是来自相应堆栈帧的返回地址。size参数指定了buffer中最多可存放几个地址。backtrace() 函数的返回值是实际获取的指针个数,最大不超过size大小。如果堆栈大小大于size指定的值，则只能获取到最近调用该函数的部分堆栈帧地址；为了获得完整的堆栈，请确保buffer和size设置的足够大。

给定backtrace()中buffer返回的地址集，backtrace_symbols()可以将地址转为用符号地址描述的字符串数组。size参数指定了该字符串数组中包含的地址数（即backtrace()的返回值）。每个符号地址中包含了函数名（如果可以确定的话），十六进制的函数偏移量和十六进制的实际返回地址。backtrace_symbols()的返回值是一个指向字符串数组的指针，它的大小和buffer相同。该数组的内存是backtrace_symbols()分配的（调用malloc），并且必须被调用者释放(free)。（指针数组指向的字符串不需要也不应该被释放。）

backtrace_symbols()返回的字符串都是malloc出来的，但是不要最后一个一个的free，因为backtrace_symbols()是根据backtrace()给出的堆栈层数，一次性的malloc出来一块内存来存放结果字符串的。所以，像示例中的代码一样，只需要在最后，free掉backtrace_symbols()的返回指针就OK了。

backtrace_symbols_fd()采用与backtrace_symbols()相同的buffer和size参数，但它不向调用方返回字符串数组，而是将字符串（每行一个）写入文件描述符fd。backtrace_symbols_fd()不调用malloc，因此可以在调用该函数可能发生失败的情况下使用，具体请参见注意。

返回值

backtrace()返回buffer中返回的地址数，该地址数<=size指定的大小。如果返回值小于size，则存储完整堆栈；如果它等于size，则它可能已被截断，在这种情况下，可能不会返回最开始堆栈帧的地址。

成功时，backtrace_symbols()返回一个指向调用者所分配的数组的指针；失败时，返回NULL。

属性

Interface	Attribute	Value
backtrace()	Thread safety	MT-Safe
backtrace_symbols()	Thread safety	MT-Safe
backtrace_symbols_fd()	Thread safety	MT-Safe

注意

这些函数对函数的返回地址如何存储在堆栈上进行了一些假设。注意以下几点：

Omission of the frame pointers (as implied by any of gcc’s nonzero optimization levels) may cause these assumptions to be violated.（删除堆栈帧指针会导致无法正确解析堆栈内容）
内联函数没有堆栈帧。
尾部调用优化会导致一个堆栈帧替换另一个堆栈帧。
backtrace()和backtrace_symbols_fd()不显式调用malloc()，但它们是libgcc的一部分，libgcc第一次使用时会动态加载。动态加载通常会触发对malloc的调用。如果需要对这两个函数进行某些调用而不分配内存（例如，在信号处理程序中），则需要确保事先加载libgcc。
某些编译器的优化选项对获取正确的调用堆栈有干扰

例子

下面的程序演示了backtrace()和backtrace_symbols_fd()的使用。下面的shell会话显示了运行程序时可能看到的内容：

#include <execinfo.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>#define BT_BUF_SIZE 100void myfunc3(void)
{int j, nptrs;void *buffer[BT_BUF_SIZE];char **strings;nptrs = backtrace(buffer, BT_BUF_SIZE);printf("backtrace() returned %d addresses\n", nptrs);// 下方整个实现打印堆栈的代码可以用一行代码代替，即// backtrace_symbols_fd(buffer, nptrs, STDOUT_FILENO);strings = backtrace_symbols(buffer, nptrs);if (strings == NULL){perror("backtrace_symbols");exit(EXIT_FAILURE);}for (j = 0; j < nptrs; j++)printf("%s\n", strings[j]);free(strings);
}// static 的作用是不导出符号，即在打印堆栈时不显示该函数名“myfunc2”
static void myfunc2(void)
{myfunc3();
}void myfunc(int ncalls)
{if (ncalls > 1)myfunc(ncalls - 1);elsemyfunc2();
}int main(int argc, char *argv[])
{if (argc != 2){fprintf(stderr, "%s num-calls\n", argv[0]);exit(EXIT_FAILURE);}myfunc(atoi(argv[1]));exit(EXIT_SUCCESS);
}

编译并运行：

# 在使用GNU ld的系统中，为了支持函数名功能，需要传递-rdynamic标志给链接器
cc -rdynamic prog.c  -o prog

运行结果

具体参见

man 3 backtrace

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描述

返回值

属性

注意

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