如何在我的gcc C ++程序崩溃时自动生成堆栈跟踪
当我的C ++程序崩溃时，我希望它自动生成一个堆栈跟踪。
我的程序由许多不同的用户运行，它也运行在Linux，Windows和Macintosh上（所有版本都使用gcc ）。
我希望我的程序能够在崩溃时生成堆栈跟踪，并且在用户下次运行堆栈跟踪时，它会询问他们是否可以将堆栈跟踪发送给我，以便我可以跟踪问题。 我可以处理发送给我的信息，但我不知道如何生成跟踪字符串。 有任何想法吗？
对于Linux，我相信Mac OS X，如果您使用gcc或任何使用glibc的编译器，则可以使用execinfo.h的backtrace（）函数打印execinfo.h并在出现分段错误时正常退出。 文档可以在libc手册中找到。
这里有一个示例程序，它安装一个SIGSEGV处理程序，并在它发生段stderr时向stderr堆栈跟踪。 这里的baz()函数会导致触发处理程序的segfault：
#include <stdio.h>
#include <execinfo.h>
#include <signal.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
void handler(int sig) {
void *array[10];
size_t size;
// get void*'s for all entries on the stack
size = backtrace(array, 10);
// print out all the frames to stderr
fprintf(stderr, "Error: signal %d:n", sig);
backtrace_symbols_fd(array, size, STDERR_FILENO);
exit(1);
}
void baz() {
int *foo = (int*)-1; // make a bad pointer
printf("%dn", *foo); // causes segfault
}
void bar() { baz(); }
void foo() { bar(); }
int main(int argc, char **argv) {
signal(SIGSEGV, handler); // install our handler
foo(); // this will call foo, bar, and baz. baz segfaults.
}
使用-g -rdynamic进行编译可以在输出中获得符号信息，glibc可以使用它来创建一个不错的堆栈跟踪：
$ gcc -g -rdynamic ./test.c -o test
执行此操作可以获得以下输出：
$ ./test
Error: signal 11:
./test(handler+0x19)[0x400911]
/lib64/tls/libc.so.6[0x3a9b92e380]
./test(baz+0x14)[0x400962]
./test(bar+0xe)[0x400983]
./test(foo+0xe)[0x400993]
./test(main+0x28)[0x4009bd]
/lib64/tls/libc.so.6(__libc_start_main+0xdb)[0x3a9b91c4bb]
./test[0x40086a]
这显示堆栈中每个帧来自的加载模块，偏移量和函数。 在这里你可以看到在堆栈的顶部信号处理程序，以及libc函数之前main在除了main ， foo ， bar ，和baz 。
Linux的
虽然已经建议在execinfo.h中使用backtrace（）函数来打印堆栈跟踪并在出现分段错误时正常退出，但我没有提到必须确保所产生的回溯指向实际位置的错综复杂（至少对于某些架构 - x86和ARM）。
当您进入信号处理程序时，堆栈帧链中的前两个条目在信号处理程序中包含一个返回地址，而在libc中包含一个位于sigaction（）内部的地址。 在信号之前调用的最后一个函数（它是故障的位置）的堆栈帧丢失。
码
#ifndef _GNU_SOURCE
#define _GNU_SOURCE
#endif
#ifndef __USE_GNU
#define __USE_GNU
#endif
#include <execinfo.h>
#include <signal.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <ucontext.h>
#include <unistd.h>
/* This structure mirrors the one found in /usr/include/asm/ucontext.h */
typedef struct _sig_ucontext {
unsigned long uc_flags;
struct ucontext *uc_link;
stack_t uc_stack;
struct sigcontext uc_mcontext;
sigset_t uc_sigmask;
} sig_ucontext_t;
void crit_err_hdlr(int sig_num, siginfo_t * info, void * ucontext)
{
void * array[50];
void * caller_address;
char ** messages;
int size, i;
sig_ucontext_t * uc;
uc = (sig_ucontext_t *)ucontext;
/* Get the address at the time the signal was raised */
#if defined(__i386__) // gcc specific
caller_address = (void *) uc->uc_mcontext.eip; // EIP: x86 specific
#elif defined(__x86_64__) // gcc specific
caller_address = (void *) uc->uc_mcontext.rip; // RIP: x86_64 specific
#else
#error Unsupported architecture. // TODO: Add support for other arch.
#endif
fprintf(stderr, "signal %d (%s), address is %p from %pn",
sig_num, strsignal(sig_num), info->si_addr,
(void *)caller_address);
size = backtrace(array, 50);
/* overwrite sigaction with caller's address */
array[1] = caller_address;
messages = backtrace_symbols(array, size);
/* skip first stack frame (points here) */
for (i = 1; i < size && messages != NULL; ++i)
{
fprintf(stderr, "[bt]: (%d) %sn", i, messages[i]);
}
free(messages);
exit(EXIT_FAILURE);
}
int crash()
{
char * p = NULL;
*p = 0;
return 0;
}
int foo4()
{
crash();
return 0;
}
int foo3()
{
foo4();
return 0;
}
int foo2()
{
foo3();
return 0;
}
int foo1()
{
foo2();
return 0;
}
int main(int argc, char ** argv)
{
struct sigaction sigact;
sigact.sa_sigaction = crit_err_hdlr;
sigact.sa_flags = SA_RESTART | SA_SIGINFO;
if (sigaction(SIGSEGV, &sigact, (struct sigaction *)NULL) != 0)
{
fprintf(stderr, "error setting signal handler for %d (%s)n",
SIGSEGV, strsignal(SIGSEGV));
exit(EXIT_FAILURE);
}
foo1();
exit(EXIT_SUCCESS);
}
产量
signal 11 (Segmentation fault), address is (nil) from 0x8c50
[bt]: (1) ./test(crash+0x24) [0x8c50]
[bt]: (2) ./test(foo4+0x10) [0x8c70]
[bt]: (3) ./test(foo3+0x10) [0x8c8c]
[bt]: (4) ./test(foo2+0x10) [0x8ca8]
[bt]: (5) ./test(foo1+0x10) [0x8cc4]
[bt]: (6) ./test(main+0x74) [0x8d44]
[bt]: (7) /lib/libc.so.6(__libc_start_main+0xa8) [0x40032e44]
在信号处理程序中调用backtrace（）函数的所有危险仍然存在，不应该被忽略，但我发现我在这里描述的功能在调试崩溃时非常有用。
请注意，我提供的示例是在Linux for Linux上开发/测试的。 我也使用uc_mcontext.arm_pc而不是uc_mcontext.eip在ARM上成功实现了这一uc_mcontext.eip 。
这里有一篇文章的链接，我学习了这个实现的细节：http://www.linuxjournal.com/article/6391
它比“人回溯”更容易，还有一个小文档库（GNU特有），它以glibc作为libSegFault.so分发，我相信这是由Ulrich Drepper编写的，用于支持程序catchsegv（请参阅“man catchsegv”）。
这给了我们3种可能性。 而不是运行“程序 - 海”：
在catchsegv中运行：
$ catchsegv program -o hai
在运行时与libSegFault链接：
$ LD_PRELOAD=/lib/libSegFault.so program -o hai
在编译时与libSegFault链接：
$ gcc -g1 -lSegFault -o program program.cc
$ program -o hai
在所有这三种情况下，您都会得到更清晰的回溯，但优化较少（gcc -O0或-O1）和调试符号（gcc -g）。 否则，你可能会得到一堆内存地址。
你也可以用类似的方式捕获更多的堆栈跟踪信号：
$ export SEGFAULT_SIGNALS="all" # "all" signals
$ export SEGFAULT_SIGNALS="bus abrt" # SIGBUS and SIGABRT
输出看起来像这样（注意底部的回溯）：
*** Segmentation fault Register dump:
EAX: 0000000c EBX: 00000080 ECX:
00000000 EDX: 0000000c ESI:
bfdbf080 EDI: 080497e0 EBP:
bfdbee38 ESP: bfdbee20
EIP: 0805640f EFLAGS: 00010282
CS: 0073 DS: 007b ES: 007b FS:
0000 GS: 0033 SS: 007b
Trap: 0000000e Error: 00000004
OldMask: 00000000 ESP/signal:
bfdbee20 CR2: 00000024
FPUCW: ffff037f FPUSW: ffff0000
TAG: ffffffff IPOFF: 00000000
CSSEL: 0000 DATAOFF: 00000000
DATASEL: 0000
ST(0) 0000 0000000000000000 ST(1)
0000 0000000000000000 ST(2) 0000
0000000000000000 ST(3) 0000
0000000000000000 ST(4) 0000
0000000000000000 ST(5) 0000
0000000000000000 ST(6) 0000
0000000000000000 ST(7) 0000
0000000000000000
Backtrace:
/lib/libSegFault.so[0xb7f9e100]
??:0(??)[0xb7fa3400]
/usr/include/c++/4.3/bits/stl_queue.h:226(_ZNSt5queueISsSt5dequeISsSaISsEEE4pushERKSs)[0x805647a]
/home/dbingham/src/middle-earth-mud/alpha6/src/engine/player.cpp:73(_ZN6Player5inputESs)[0x805377c]
/home/dbingham/src/middle-earth-mud/alpha6/src/engine/socket.cpp:159(_ZN6Socket4ReadEv)[0x8050698]
/home/dbingham/src/middle-earth-mud/alpha6/src/engine/socket.cpp:413(_ZN12ServerSocket4ReadEv)[0x80507ad]
/home/dbingham/src/middle-earth-mud/alpha6/src/engine/socket.cpp:300(_ZN12ServerSocket4pollEv)[0x8050b44]
/home/dbingham/src/middle-earth-mud/alpha6/src/engine/main.cpp:34(main)[0x8049a72]
/lib/tls/i686/cmov/libc.so.6(__libc_start_main+0xe5)[0xb7d1b775]
/build/buildd/glibc-2.9/csu/../sysdeps/i386/elf/start.S:122(_start)[0x8049801]
如果你想知道血淋淋的细节，最好的来源是不幸的来源：请参阅http://sourceware.org/git/?p=glibc.git;a=blob;f=debug/segfault.c及其父目录http://sourceware.org/git/?p=glibc.git;a=tree;f=debug
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