Linux下使用backtrace打印函数调用栈信息

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Java和Python等语言都有比较简便的方法可以打印函数调用栈，那么在Linux下使用C语言有没有办法呢？据说有多种方法。本文介绍最基本的方法，即使用 glibc 的 backtrace() 和 backtrace_symbols() 等 API. 在 Linux 下，运行 man 命令可以查看到帮助文档。

man 3 backtrace

文档并不长。下面翻译主要部分如下：

首先，需要包含头文件，并看一下相关的3个API的声明：

#include 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);

backtrace backtrace 有 2 个参数，第1个参数实际上是一个 void * 类型的数组，将来所有的 frame 信息都会存在这个数组里；第2个参数 size 的含义是指明该数组的大小。比如，数组大小为5，而实际frames有10层，则只存储最新的 5 个 frames; backtrace 的返回值的含义是究竟返回了多少层的 frames，比如，size指定为10，而frames只有5层，则返回5；若size指定为5，而frames有10层，则也返回5.

backtrace_symbols 这个函数用来解析每个frame中的函数地址代表的函数名称是什么。它必须要在运行完了上面的 backtrace 函数之后才能用。为什么呢？因为它的第1个参数就是被上面的 backtrace 函数填充了的那个 void * 数组。而它的第2个参数指的是要解析该buffer数组中的几个元素。该函数的使用有3个注意点：一、它返回的是一个char *数组，代表函数名数组，但是返回的这个 char ** 必须要被调用者 free 掉，而该char * 数组内的每个 char * 是不能被free的；二、出错情况下返回 NULL 三、一般情况下，该函数解析不出函数名；只有在编译的时候加了 “-rdynamic” 选项，将来运行时才能解析出函数名。

backtrace_symbols_fd 该函数和 backtrace_symbols 类似，都是把函数地址解析成函数名称。不同点在于，它不会返回任何东西，而是把解析出的函数名称写进第3个参数，即一个文件描述符。

其他 1> 编译器优化，比如 “-O3”, “-O2” 等，可能会导致调用层次丢失（笔者注：后面给一个例子） 2> inline 函数没有 stack frame ，因此不会被打印出来 3> Tail-call 优化也会导致函数名称的打印丢失

以下给出一个实例程序：

#include #include #include #include #define MAX_FRAMES 10 int myfunc1(int); int myfunc2(int); int myfunc3(int); void printCallers() { int layers = 0, i = 0; char ** symbols = NULL; void * frames[MAX_FRAMES]; memset(frames, 0, sizeof(frames)); layers = backtrace(frames, MAX_FRAMES); for (i=0; i for (i=0; i printf("Failed to parse function names\n"); } } int myfunc1(int a) { int b = a + 5; int result = myfunc2(b); return result; } int myfunc2(int b) { int c = b * 2; int result = c + myfunc3(c); return result; } int myfunc3(int c) { int d = c

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