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嵌入式永利集团登录网址 linux下利用backtrace追踪

2019-11-15 04:57

在GNU/Linux编程中,我们可能会遇到程序因为内存访问错误而崩溃
或类似的问题。一般情况下,我们借助程序崩溃后生成的core文件
来定位引起程序崩溃的位置。
但有时我们无法在现场调试,只能依靠用户传回的一些日志文件的
内容来定位程序错误的位置。如果这时日志中包含程序崩溃时的栈
调用信息,那么对排除错误将会有些帮助。

 

一般察看函数运行时堆栈的方法是使用GDB(bt命令)之类的外部调试器,但是,有些时候为了分析程序的BUG,(主要针对长时间运行程序的分析),在程序出错时打印出函数的调用堆栈是非常有用的。

使用backtrace函数和addr2line程序可以帮助我们实现这个愿望!
文章最后的代码是一个简陋的实现。

 

在glibc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。

编译:
        g++ -g -rdynamic -o mytest main.cpp

嵌入式 linux下利用backtrace追踪函数调用堆栈以及定位段错误

2015-05-27 14:19 184人阅读 评论(0) 收藏 举报

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嵌入式(928) 永利集团登录网址 2

一般察看函数运行时堆栈的方法是使用GDB(bt命令)之类的外部调试器,但是,有些时候为了分析程序的BUG,(主要针对长时间运行程序的分析),在程序出错时打印出函数的调用堆栈是非常有用的。

在glibc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。

 

[cpp] view plaincopy

 

  1. int backtrace(void **buffer,int size)  

[cpp] view plain copy

 

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  1. <span style="font-size:12px;">int backtrace(void **buffer,int size)</span>  

该函数用于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;删除框架指针也会导致无法正确解析堆栈内容

 

[cpp] view plaincopy

 

  1. char ** backtrace_symbols (void *const *buffer, int size)  

[cpp] view plain copy

 

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  1. <span style="font-size:12px;">char ** backtrace_symbols (void *const *buffer, int size)</span>  

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函数获取的指针数组,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符号给链接器,以能支持函数名功能(比如,在使用GNU ld链接器的系统中,你需要传递(-rdynamic), -rdynamic可用来通知链接器将所有符号添加到动态符号表中,如果你的链接器支持-rdynamic的话,建议将其加上!)

该函数的返回值是通过malloc函数申请的空间,因此调用者必须使用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

 

[cpp] view plaincopy

 

  1. void backtrace_symbols_fd (void *const *buffer, int size, int fd)  

[cpp] view plain copy

 

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  1. <span style="font-size:12px;">void backtrace_symbols_fd (void *const *buffer, int size, int fd)</span>  

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

 

下面是glibc中的实例(稍有修改):

[cpp] view plaincopy

 

  1. #include <execinfo.h>   
  2. #include <stdio.h>   
  3. #include <stdlib.h>   
  4.   
  5. /* Obtain a backtrace and print it to @code{stdout}. */  
  6. void print_trace (void)  
  7. {  
  8.     void *array[10];  
  9.     size_t size;  
  10.     char **strings;  
  11.     size_t i;  
  12.    
  13.     size = backtrace (array, 10);  
  14.     strings = backtrace_symbols (array, size);  
  15.     if (NULL == strings)  
  16.     {  
  17.         perror("backtrace_synbols");  
  18.         Exit(EXIT_FAILURE);  
  19.     }  
  20.   
  21.     printf ("Obtained %zd stack frames.n", size);  
  22.   
  23.     for (i = 0; i < size; i++)  
  24.         printf ("%sn", strings[i]);  
  25.   
  26.     free (strings);  
  27.     strings = NULL;  
  28. }  
  29.   
  30. /* A dummy function to make the backtrace more interesting. */  
  31. void dummy_function (void)  
  32. {  
  33.     print_trace ();  
  34. }  
  35.   
  36. int main (int argc, char *argv[])  
  37. {  
  38.     dummy_function ();  
  39.     return 0;  
  40. }  

[cpp] view plain copy

 

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  1. <span style="font-size:12px;">#include <execinfo.h>  
  2. #include <stdio.h>  
  3. #include <stdlib.h>  
  4.   
  5. /* Obtain a backtrace and print it to @code{stdout}. */  
  6. void print_trace (void)  
  7. {  
  8.     void *array[10];  
  9.     size_t size;  
  10.     char **strings;  
  11.     size_t i;  
  12.    
  13.     size = backtrace (array, 10);  
  14.     strings = backtrace_symbols (array, size);  
  15.     if (NULL == strings)  
  16.     {  
  17.         perror("backtrace_synbols");  
  18.         Exit(EXIT_FAILURE);  
  19.     }  
  20.   
  21.     printf ("Obtained %zd stack frames.n", size);  
  22.   
  23.     for (i = 0; i < size; i++)  
  24.         printf ("%sn", strings[i]);  
  25.   
  26.     free (strings);  
  27.     strings = NULL;  
  28. }  
  29.   
  30. /* A dummy function to make the backtrace more interesting. */  
  31. void dummy_function (void)  
  32. {  
  33.     print_trace ();  
  34. }  
  35.   
  36. int main (int argc, char *argv[])  
  37. {  
  38.     dummy_function ();  
  39.     return 0;  
  40. }</span>  

输出如下:

[cpp] view plaincopy

 

  1. Obtained 4 stack frames.  
  2. ./execinfo() [0x80484dd]  
  3. ./execinfo() [0x8048549]  
  4. ./execinfo() [0x8048556]  
  5. /lib/i386-linux-gnu/libc.so.6(__libc_start_main+0xf3) [0x70a113]  

[cpp] view plain copy

 

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  1. <span style="font-size:12px;">Obtained 4 stack frames.  
  2. ./execinfo() [0x80484dd]  
  3. ./execinfo() [0x8048549]  
  4. ./execinfo() [0x8048556]  
  5. /lib/i386-linux-gnu/libc.so.6(__libc_start_main+0xf3) [0x70a113]  
  6. </span>  

 

我们还可以利用这backtrace来定位段错误位置。

通常情况系,程序发生段错误时系统会发送SIGSEGV信号给程序,缺省处理是退出函数。我们可以使用 signal(SIGSEGV, &your_function);函数来接管SIGSEGV信号的处理,程序在发生段错误后,自动调用我们准备好的函数,从而在那个函数里来获取当前函数调用栈。

举例如下:

[cpp] view plaincopy

 

  1. #include <stdio.h>   
  2. #include <stdlib.h>   
  3. #include <stddef.h>   
  4. #include <execinfo.h>   
  5. #include <signal.h>   
  6.   
  7. void dump(int signo)  
  8. {  
  9.     void *buffer[30] = {0};  
  10.     size_t size;  
  11.     char **strings = NULL;  
  12.     size_t i = 0;  
  13.   
  14.     size = backtrace(buffer, 30);  
  15.     fprintf(stdout, "Obtained %zd stack frames.nmn", size);  
  16.     strings = backtrace_symbols(buffer, size);  
  17.     if (strings == NULL)  
  18.     {  
  19.         perror("backtrace_symbols.");  
  20.         exit(EXIT_FAILURE);  
  21.     }  
  22.       
  23.     for (i = 0; i < size; i++)  
  24.     {  
  25.         fprintf(stdout, "%sn", strings[i]);  
  26.     }  
  27.     free(strings);  
  28.     strings = NULL;  
  29.     exit(0);  
  30. }  
  31.   
  32. void func_c()  
  33. {  
  34.     *((volatile char *)0x0) = 0x9999;  
  35. }  
  36.   
  37. void func_b()  
  38. {  
  39.     func_c();  
  40. }  
  41.   
  42. void func_a()  
  43. {  
  44.     func_b();  
  45. }  
  46.   
  47. int main(int argc, const char *argv[])  
  48. {  
  49.     if (signal(SIGSEGV, dump) == SIG_ERR)  
  50.         perror("can't catch SIGSEGV");  
  51.     func_a();  
  52.     return 0;  
  53. }  

[cpp] view plain copy

 

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  1. <span style="font-size:12px;">#include <stdio.h>  
  2. #include <stdlib.h>  
  3. #include <stddef.h>  
  4. #include <execinfo.h>  
  5. #include <signal.h>  
  6.   
  7. void dump(int signo)  
  8. {  
  9.     void *buffer[30] = {0};  
  10.     size_t size;  
  11.     char **strings = NULL;  
  12.     size_t i = 0;  
  13.   
  14.     size = backtrace(buffer, 30);  
  15.     fprintf(stdout, "Obtained %zd stack frames.nmn", size);  
  16.     strings = backtrace_symbols(buffer, size);  
  17.     if (strings == NULL)  
  18.     {  
  19.         perror("backtrace_symbols.");  
  20.         exit(EXIT_FAILURE);  
  21.     }  
  22.       
  23.     for (i = 0; i < size; i++)  
  24.     {  
  25.         fprintf(stdout, "%sn", strings[i]);  
  26.     }  
  27.     free(strings);  
  28.     strings = NULL;  
  29.     exit(0);  
  30. }  
  31.   
  32. void func_c()  
  33. {  
  34.     *((volatile char *)0x0) = 0x9999;  
  35. }  
  36.   
  37. void func_b()  
  38. {  
  39.     func_c();  
  40. }  
  41.   
  42. void func_a()  
  43. {  
  44.     func_b();  
  45. }  
  46.   
  47. int main(int argc, const char *argv[])  
  48. {  
  49.     if (signal(SIGSEGV, dump) == SIG_ERR)  
  50.         perror("can't catch SIGSEGV");  
  51.     func_a();  
  52.     return 0;  
  53. }</span>  

 

编译程序:

gcc -g -rdynamic test.c -o test; ./test

输出如下:

[cpp] view plaincopy

 

  1. Obtained6stackframes.nm  
  2. ./backstrace_debug(dump+0x45)[0x80487c9]  
  3. [0x468400]  
  4. ./backstrace_debug(func_b+0x8)[0x804888c]  
  5. ./backstrace_debug(func_a+0x8)[0x8048896]  
  6. ./backstrace_debug(main+0x33)[0x80488cb]  
  7. /lib/i386-linux-gnu/libc.so.6(__libc_start_main+0xf3)[0x129113]  

[cpp] view plain copy

 

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  1. <span style="font-size:12px;">Obtained6stackframes.nm  
  2. ./backstrace_debug(dump+0x45)[0x80487c9]  
  3. [0x468400]  
  4. ./backstrace_debug(func_b+0x8)[0x804888c]  
  5. ./backstrace_debug(func_a+0x8)[0x8048896]  
  6. ./backstrace_debug(main+0x33)[0x80488cb]  
  7. /lib/i386-linux-gnu/libc.so.6(__libc_start_main+0xf3)[0x129113]</span>  

 (这里有个疑问: 多次运行的结果是/lib/i368-linux-gnu/libc.so.6和[0x468400]的返回地址是变化的,但不变的是后三位, 不知道为什么)

接着:

objdump -d test > test.s

在test.s中搜索804888c如下:

 

[cpp] view plaincopy

 

  1. 8048884 <func_b>:  
  2. 8048884:    55              push %ebp  
  3. 8048885:    89 e5            mov %esp, %ebp  
  4. 8048887:    e8 eb ff ff ff       call 8048877 <func_c>  
  5. 804888c:    5d                pop %ebp  
  6. 804888d:    c3                ret  

[cpp] view plain copy

 

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  1. <span style="font-size:12px;">8048884 <func_b>:  
  2. 8048884:    55              push %ebp  
  3. 8048885:    89 e5            mov %esp, %ebp  
  4. 8048887:    e8 eb ff ff ff       call 8048877 <func_c>  
  5. 804888c:    5d                pop %ebp  
  6. 804888d:    c3                ret</span>  

其中80488c时调用(call 8048877)C函数后的地址,虽然并没有直接定位到C函数,通过汇编代码, 基本可以推出是C函数出问题了(pop指令不会导致段错误的)。

我们也可以通过addr2line来查看

[cpp] view plaincopy

 

  1. addr2line 0x804888c -e backstrace_debug -f  

[cpp] view plain copy

 

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  1. <span style="font-size:12px;">addr2line 0x804888c -e backstrace_debug -f</span>  

输出:

[cpp] view plaincopy

 

  1. func_b  
  2. /home/astrol/c/backstrace_debug.c:57  

[cpp] view plain copy

 

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  1. <span style="font-size:12px;">func_b  
  2. /home/astrol/c/backstrace_debug.c:57  
  3. </span>  

 

以下是简单的backtrace原理实现:

 

[cpp] view plaincopy

 

  1. #include <stdio.h>   
  2. #include <stdlib.h>   
  3. #include <string.h>   
  4.   
  5. #define LEN 4   
  6. #define FILENAME "stack"   
  7.   
  8. int backtrace(void **buffer, int size)  
  9. {  
  10.     int i = 0;  
  11.     unsigned long int reg_eip = 0;  
  12.     unsigned long int reg_ebp = 0;  
  13.     char cmd[size][64];  
  14.   
  15.     memset(cmd, 0, size * 64);  
  16.     __asm__ volatile (  
  17.         /* get current EBP */  
  18.         "movl %%ebp, %0 nt"  
  19.         :"=r"(reg_ebp)  /* output register */  
  20.         :       /* input  register */  
  21.         :"memory"   /* cloberred register */  
  22.     );    
  23.   
  24.     for (i = 0; i < size; i++)  
  25.     {  
  26.         reg_eip = *(unsigned long int *)(reg_ebp + 4);  
  27.         reg_ebp = *(unsigned long int *)(reg_ebp);  
  28.         buffer[i] = (void *)reg_eip;  
  29.         fprintf(stderr, "%p -> ", buffer[i]);  
  30.         sprintf(cmd[i], "addr2line %p -e ", buffer[i]);  
  31.         strncat(cmd[i], FILENAME" -f", strlen(FILENAME)+3);  
  32.         system(cmd[i]);  
  33.         puts("");         
  34.     }  
  35.   
  36.     return size;  
  37. }  
  38.   
  39. static void test2(void)  
  40. {  
  41.     int i = 0;  
  42.     void *buffer[LEN] = {0};  
  43.     backtrace(buffer, LEN);  
  44.     return;  
  45. }  
  46.   
  47. static void test1(void)  
  48. {  
  49.     test2();  
  50. }  
  51.   
  52. static void test(void)  
  53. {  
  54.     test1();  
  55. }  
  56.   
  57. int main(int argc, const char *argv[])  
  58. {  
  59.     test();  
  60.     return 0;  
  61. }    

 

        注意: 不加 -g, addr2line程序无法打印行号;
              不加 -dynamic, backtrace无法打印完整信息,
              可能会没有和函数名称相关的信息;

[cpp] view plain copy

执行:
        ./mytest

 

不过程序总有bug,backtrace和addr2line也一样,
不知为何行号都向下窜了一行?我用C语言程序试的时候
没这个问题;
对于某些程序,可能无法打印出完整堆栈信息,这时改用core
方法,也无法得到完整堆栈信息。

 print?

程序在fedora11上打印出如下信息,注意那个static函数。

Frame info:
./mytest(_Z10dump_stackP8_IO_FILE+0x1f) [0x8048abb]
./mytest(_Z11segv_handlei+0x13) [0x8048cba]
[0x709400]
/lib/libc.so.6(memcpy+0x5a) [0x1c22ba]
./mytest(_Z5foo_1i+0x3e) [0x8048a95]
./mytest [0x8048a55]
./mytest(_Z5foo_1i+0x1a) [0x8048a71]
./mytest [0x8048a55]
./mytest(_Z5foo_1i+0x1a) [0x8048a71]
./mytest [0x8048a55]
./mytest(_Z5foo_1i+0x1a) [0x8048a71]
./mytest [0x8048a55]
./mytest(main+0x86) [0x8048a3a]
/lib/libc.so.6(__libc_start_main+0xe6) [0x15da66]
./mytest [0x8048921]
src info:
dump_stack(_IO_FILE*)
/home/shuheng/temp_blog/main.cpp:59
segv_handle(int)
/home/shuheng/temp_blog/main.cpp:99
??
??:0
??
??:0
foo_1(int)
/home/shuheng/temp_blog/main.cpp:53
foo
/home/shuheng/temp_blog/main.cpp:44
foo_1(int)
/home/shuheng/temp_blog/main.cpp:48
foo
/home/shuheng/temp_blog/main.cpp:44
foo_1(int)
/home/shuheng/temp_blog/main.cpp:48
foo
/home/shuheng/temp_blog/main.cpp:44
foo_1(int)
/home/shuheng/temp_blog/main.cpp:48
foo
/home/shuheng/temp_blog/main.cpp:44
main
/home/shuheng/temp_blog/main.cpp:38
??
??:0
_start

  1. int backtrace(void **buffer,int size)  

??:0

该函数用于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

main.cpp:

// 2012年 02月 06日 星期一 09:20:08 CST
// author: 李小丹(Li Shao Dan) 字 殊恒(shuheng)
// K.I.S.S
// S.P.O.T
// copy from my tst_execinfo.c

// XXX g++ -g -rdynamic -o mytest main.cpp
// man backtrace_symbols
// man addr2line

#include <cstdio>
#include <cstdlib>
#include <csignal>
#include <cstring>

#include <unistd.h>
#include <execinfo.h>

void dump_stack(FILE *);
void segv_handle(int);

static int foo(int);
int foo_1(int);

int main()
{
    struct sigaction sa;
    memset(&sa, 0, sizeof(sa));
    sa.sa_handler = segv_handle;
    sigemptyset(&sa.sa_mask);
    if(sigaction(SIGSEGV, &sa, 0) < 0) {
        perror("sigaction");
        exit(1);
    }
    foo(7);
    return 0;
}

static int foo(int a)
{
    return foo_1(a - 1);
}

int foo_1(int a)
{
    if(a > 0) return foo(a - 1);

    char *p = 0;
    //crash
    memcpy(p, "hello", 5);
    return 0;
}

void dump_stack(FILE *log)
{
    void *bufs[100];
    int n = backtrace(bufs, 100);
    char **infos = backtrace_symbols(bufs, n);

    if(!infos) exit(1);

    fprintf(log, "==================n");
    fprintf(log, "Frame info:n");

    char cmd[512];
    int len = snprintf(cmd, sizeof(cmd),
        "addr2line -ifC -e ./mytest");
    char *p = cmd + len;
    size_t s = sizeof(cmd) - len;
    for(int i = 0; i < n; ++i) {
        fprintf(log, "%sn", infos[i]);
        if(s > 0) {
            len = snprintf(p, s, " %p", bufs[i]);
            p += len;
            s -= len;
        }
    }
    fprintf(log, "src info:n");

    FILE *fp;
    char buf[128];
    if((fp = popen(cmd, "r"))) {
        while(fgets(buf, sizeof(buf), fp))
            fprintf(log, "%s", buf);
        pclose(fp);
    }
    fprintf(log, "==================n");
    free(infos);
    // same as:
    //backtrace_symbols_fd(bufs, n, STDOUT_FILENO);
}

void segv_handle(int s)
{
    dump_stack(stdout);

    exit(127 + s);
}

摘自 leeshuheng的专栏

或类似的问题。一般情况下,我们借助程序崩溃后生成的core文件 来定位引...

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;删除框架指针也会导致无法正确解析堆栈内容

 

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 print?

  1. 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函数获取的指针数组,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符号给链接器,以能支持函数名功能(比如,在使用GNU ld链接器的系统中,你需要传递(-rdynamic), -rdynamic可用来通知链接器将所有符号添加到动态符号表中,如果你的链接器支持-rdynamic的话,建议将其加上!)

该函数的返回值是通过malloc函数申请的空间,因此调用者必须使用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

 

[cpp] view plain copy

 

 print?

  1. 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

 

下面是glibc中的实例(稍有修改):

[cpp] view plain copy

 

 print?

  1. #include <execinfo.h>  
  2. #include <stdio.h>  
  3. #include <stdlib.h>  
  4.   
  5. /* Obtain a backtrace and print it to @code{stdout}. */  
  6. void print_trace (void)  
  7. {  
  8.     void *array[10];  
  9.     size_t size;  
  10.     char **strings;  
  11.     size_t i;  
  12.    
  13.     size = backtrace (array, 10);  
  14.     strings = backtrace_symbols (array, size);  
  15.     if (NULL == strings)  
  16.     {  
  17.         perror("backtrace_synbols");  
  18.         Exit(EXIT_FAILURE);  
  19.     }  
  20.   
  21.     printf ("Obtained %zd stack frames.n", size);  
  22.   
  23.     for (i = 0; i < size; i++)  
  24.         printf ("%sn", strings[i]);  
  25.   
  26.     free (strings);  
  27.     strings = NULL;  
  28. }  
  29.   
  30. /* A dummy function to make the backtrace more interesting. */  
  31. void dummy_function (void)  
  32. {  
  33.     print_trace ();  
  34. }  
  35.   
  36. int main (int argc, char *argv[])  
  37. {  
  38.     dummy_function ();  
  39.     return 0;  
  40. }  

输出如下:

[cpp] view plain copy

 

 print?

  1. Obtained 4 stack frames.  
  2. ./execinfo() [0x80484dd]  
  3. ./execinfo() [0x8048549]  
  4. ./execinfo() [0x8048556]  
  5. /lib/i386-linux-gnu/libc.so.6(__libc_start_main+0xf3) [0x70a113]  

 

我们还可以利用这backtrace来定位段错误位置。

通常情况系,程序发生段错误时系统会发送SIGSEGV信号给程序,缺省处理是退出函数。我们可以使用 signal(SIGSEGV, &your_function);函数来接管SIGSEGV信号的处理,程序在发生段错误后,自动调用我们准备好的函数,从而在那个函数里来获取当前函数调用栈。

举例如下:

[cpp] view plain copy

 

 print?

  1. #include <stdio.h>  
  2. #include <stdlib.h>  
  3. #include <stddef.h>  
  4. #include <execinfo.h>  
  5. #include <signal.h>  
  6.   
  7. void dump(int signo)  
  8. {  
  9.     void *buffer[30] = {0};  
  10.     size_t size;  
  11.     char **strings = NULL;  
  12.     size_t i = 0;  
  13.   
  14.     size = backtrace(buffer, 30);  
  15.     fprintf(stdout, "Obtained %zd stack frames.nmn", size);  
  16.     strings = backtrace_symbols(buffer, size);  
  17.     if (strings == NULL)  
  18.     {  
  19.         perror("backtrace_symbols.");  
  20.         exit(EXIT_FAILURE);  
  21.     }  
  22.       
  23.     for (i = 0; i < size; i++)  
  24.     {  
  25.         fprintf(stdout, "%sn", strings[i]);  
  26.     }  
  27.     free(strings);  
  28.     strings = NULL;  
  29.     exit(0);  
  30. }  
  31.   
  32. void func_c()  
  33. {  
  34.     *((volatile char *)0x0) = 0x9999;  
  35. }  
  36.   
  37. void func_b()  
  38. {  
  39.     func_c();  
  40. }  
  41.   
  42. void func_a()  
  43. {  
  44.     func_b();  
  45. }  
  46.   
  47. int main(int argc, const char *argv[])  
  48. {  
  49.     if (signal(SIGSEGV, dump) == SIG_ERR)  
  50.         perror("can't catch SIGSEGV");  
  51.     func_a();  
  52.     return 0;  
  53. }  

 

编译程序:

gcc -g -rdynamic test.c -o test; ./test

输出如下:

[cpp] view plain copy

 

 print?

  1. Obtained6stackframes.nm  
  2. ./backstrace_debug(dump+0x45)[0x80487c9]  
  3. [0x468400]  
  4. ./backstrace_debug(func_b+0x8)[0x804888c]  
  5. ./backstrace_debug(func_a+0x8)[0x8048896]  
  6. ./backstrace_debug(main+0x33)[0x80488cb]  
  7. /lib/i386-linux-gnu/libc.so.6(__libc_start_main+0xf3)[0x129113]  

 (这里有个疑问: 多次运行的结果是/lib/i368-linux-gnu/libc.so.6和[0x468400]的返回地址是变化的,但不变的是后三位, 不知道为什么)

接着:

objdump -d test > test.s

在test.s中搜索804888c如下:

 

[cpp] view plain copy

 

 print?

  1. 8048884 <func_b>:  
  2. 8048884:    55              push %ebp  
  3. 8048885:    89 e5            mov %esp, %ebp  
  4. 8048887:    e8 eb ff ff ff       call 8048877 <func_c>  
  5. 804888c:    5d                pop %ebp  
  6. 804888d:    c3                ret  

其中80488c时调用(call 8048877)C函数后的地址,虽然并没有直接定位到C函数,通过汇编代码, 基本可以推出是C函数出问题了(pop指令不会导致段错误的)。

我们也可以通过addr2line来查看

[cpp] view plain copy

 

 print?

  1. addr2line 0x804888c -e backstrace_debug -f  

输出:

[cpp] view plain copy

 

 print?

  1. func_b  
  2. /home/astrol/c/backstrace_debug.c:57  

 

以下是简单的backtrace原理实现:

 

[cpp] view plain copy

 

 print?

  1. #include <stdio.h>  
  2. #include <stdlib.h>  
  3. #include <string.h>  
  4.   
  5. #define LEN 4  
  6. #define FILENAME "stack"  
  7.   
  8. int backtrace(void **buffer, int size)  
  9. {  
  10.     int i = 0;  
  11.     unsigned long int reg_eip = 0;  
  12.     unsigned long int reg_ebp = 0;  
  13.     char cmd[size][64];  
  14.   
  15.     memset(cmd, 0, size * 64);  
  16.     __asm__ volatile (  
  17.         /* get current EBP */  
  18.         "movl %%ebp, %0 nt"  
  19.         :"=r"(reg_ebp)  /* output register */  
  20.         :       /* input  register */  
  21.         :"memory"   /* cloberred register */  
  22.     );    
  23.   
  24.     for (i = 0; i < size; i++)  
  25.     {  
  26.         reg_eip = *(unsigned long int *)(reg_ebp + 4);  
  27.         reg_ebp = *(unsigned long int *)(reg_ebp);  
  28.         buffer[i] = (void *)reg_eip;  
  29.         fprintf(stderr, "%p -> ", buffer[i]);  
  30.         sprintf(cmd[i], "addr2line %p -e ", buffer[i]);  
  31.         strncat(cmd[i], FILENAME" -f", strlen(FILENAME)+3);  
  32.         system(cmd[i]);  
  33.         puts("");         
  34.     }  
  35.   
  36.     return size;  
  37. }  
  38.   
  39. static void test2(void)  
  40. {  
  41.     int i = 0;  
  42.     void *buffer[LEN] = {0};  
  43.     backtrace(buffer, LEN);  
  44.     return;  
  45. }  
  46.   
  47. static void test1(void)  
  48. {  
  49.     test2();  
  50. }  
  51.   
  52. static void test(void)  
  53. {  
  54.     test1();  
  55. }  
  56.   
  57. int main(int argc, const char *argv[])  
  58. {  
  59.     test();  
  60.     return 0;  
  61. }  

 

参考链接:

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