backtrace函数

 1、函数原型

#include <execinfo.h>    

int backtrace(void **buffer, int size);

　　该函数获取当前线程的调用堆栈，获取的信息将会被存放在buffer中，它是一个指针数组，参数size用来指定buffer中可以保存多少个void*元素。函数的返回值是实际返回的void*元素个数。buffer中的void*元素实际是从堆栈中获取的返回地址。

char **backtrace_symbols(void *const *buffer, int size);

　　该函数将backtrace函数获取的信息转化为一个字符串数组，参数buffer是backtrace获取的堆栈指针，size是backtrace返回值。函数返回值是一个指向字符串数组的指针，它包含char*元素个数为size。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，包括函数名、函数偏移地址和实际返回地址。

　　backtrace_symbols生成的字符串占用的内存是malloc出来的，但是是一次性malloc出来的，释放是只需要一次性释放返回的二级指针即可。

void backtrace_symbols_fd(void *const *buffer, int size, int fd);

　　该函数与backtrace_symbols函数功能相同，只是它不会malloc内存，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。该函数可重入。

2、函数使用注意事项

• backtrace的实现依赖于栈指针（fp寄存器），在gcc编译过程中任何非零的优化等级（-On参数）或加入了栈指针优化参数-fomit-frame-pointer后多将不能正确得到程序栈信息；
• backtrace_symbols的实现需要符号名称的支持，在gcc编译过程中需要加入-rdynamic参数；
• 内联函数没有栈帧，它在编译过程中被展开在调用的位置；
• 尾调用优化（Tail-call Optimization）将复用当前函数栈，而不再生成新的函数栈，这将导致栈信息不能正确被获取。

3、捕获异常信号并打印堆栈

　　当程序出现崩溃等异常时，会接收到内核发送给进程的异常信号，进程接收到异常信号后，可以在处理信号的时候将程序的堆栈信息打印出来，以便于程序调试。

4、程序示例：

#include <stdio.h>
#include <execinfo.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#define BACKTRACE_SIZE 100

void print_backtrace()
{
    void* buffer[BACKTRACE_SIZE]={0};
    int pointer_num = backtrace(buffer, BACKTRACE_SIZE);
    char** string_buffer = backtrace_symbols(buffer, pointer_num);
    if(string_buffer == NULL)
    {
        printf("backtrace_symbols error");
        exit(-1);
    }
    
    printf("print backtrace begin
");
    for(int i = 0; i < pointer_num; i++)
    {
        printf("%s
", string_buffer[i]);
    }
    printf("print backtrace end
");

    free(string_buffer);
    
    return;
}

void func(int num)
{
    if(num > 0)
    {
        func(--num);
    }
    else
    {
        print_backtrace();
    }
}

int main(int argc, char* argv[])
{
    if(argc != 2)
    {
        printf("input param error");
        return -1;
    }
    
    int input_num = atoi(argv[1]);
    func(input_num);

    return 0;
}

执行结果如下，注意在编译时带-rdynamic参数