Backtrace的方法

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程式在得到一個Segmentation
fault這樣的錯誤資訊毫無保留地就跳出來了，遇到這樣的問題讓人很痛苦，查找問題不亞於你N多天辛苦勞累編寫代碼的難度。那麼有沒有更好的方法可以在產生SIGSEGV信號的時候得到調試可用的資訊呢？看看下面的常式吧！



sigsegv.h

#ifndef __sigsegv_h__

#define __sigsegv_h__

#ifdef __cplusplus

extern "C" {

#endif



int setup_sigsegv();



#ifdef __cplusplus

}

#endif



#endif /* __sigsegv_h__ */



sigsegv.c



#define _GNU_SOURCE

#include <memory.h>

#include <stdlib.h>

#include <stdio.h>

#include <signal.h>

#include <ucontext.h>

#include <dlfcn.h>

#include <execinfo.h>

#ifndef NO_CPP_DEMANGLE

#include <cxxabi.h>

#endif



#if defined(REG_RIP)

# define SIGSEGV_STACK_IA64

# define REGFORMAT "%016lx"

#elif defined(REG_EIP)

# define SIGSEGV_STACK_X86

# define REGFORMAT "%08x"

#else

# define SIGSEGV_STACK_GENERIC

# define REGFORMAT "%x"

#endif



static void signal_segv(int signum, siginfo_t* info, void*ptr) {

static const char *si_codes[3] = {"", "SEGV_MAPERR", "SEGV_ACCERR"};



size_t i;

ucontext_t *ucontext = (ucontext_t*)ptr;



#if defined(SIGSEGV_STACK_X86) || defined(SIGSEGV_STACK_IA64)

int f = 0;

Dl_info dlinfo;

void **bp = 0;

void *ip = 0;

#else

void *bt[20];

char **strings;

size_t sz;

#endif



fprintf(stderr, "Segmentation Fault!\n");

fprintf(stderr, "info.si_signo = %d\n", signum);

fprintf(stderr, "info.si_errno = %d\n", info->si_errno);

fprintf(stderr, "info.si_code = %d (%s)\n", info->si_code, si_codes[info->si_code]);

fprintf(stderr, "info.si_addr = %p\n", info->si_addr);

for(i = 0; i &lt; NGREG; i++)

fprintf(stderr, "reg[%02d] = 0x" REGFORMAT "\n", i, ucontext->uc_mcontext.gregs[i]);



#if defined(SIGSEGV_STACK_X86) || defined(SIGSEGV_STACK_IA64)

# if defined(SIGSEGV_STACK_IA64)

ip = (void*)ucontext->uc_mcontext.gregs[REG_RIP];

bp = (void**)ucontext->uc_mcontext.gregs[REG_RBP];

# elif defined(SIGSEGV_STACK_X86)

ip = (void*)ucontext->uc_mcontext.gregs[REG_EIP];

bp = (void**)ucontext->uc_mcontext.gregs[REG_EBP];

# endif



fprintf(stderr, "Stack trace:\n");

while(bp && ip) {

if(!dladdr(ip, &dlinfo))

break;



const char *symname = dlinfo.dli_sname;

#ifndef NO_CPP_DEMANGLE

int status;

char *tmp = __cxa_demangle(symname, NULL, 0, &status);



if(status == 0 && tmp)

symname = tmp;

#endif



fprintf(stderr, "% 2d: %p <%s+%u> (%s)\n",

++f,

ip,

symname,

(unsigned)(ip - dlinfo.dli_saddr),

dlinfo.dli_fname);



#ifndef NO_CPP_DEMANGLE

if(tmp)

free(tmp);

#endif



if(dlinfo.dli_sname && !strcmp(dlinfo.dli_sname, "main"))

break;



ip = bp[1];

bp = (void**)bp[0];

}

#else

fprintf(stderr, "Stack trace (non-dedicated):\n");

sz = backtrace(bt, 20);

strings = backtrace_symbols(bt, sz);



for(i = 0; i < sz; ++i)

fprintf(stderr, "%s\n", strings[i]);

#endif

fprintf(stderr, "End of stack trace\n");

exit (-1);

}



int setup_sigsegv() {

struct sigaction action;

memset(&action, 0, sizeof(action));

action.sa_sigaction = signal_segv;

action.sa_flags = SA_SIGINFO;

if(sigaction(SIGSEGV, &action, NULL) < 0) {

perror("sigaction");

return 0;

}



return 1;

}



#ifndef SIGSEGV_NO_AUTO_INIT

static void __attribute((constructor)) init(void) {

setup_sigsegv();

}

#endif



main.c



#include "sigsegv.h"

#include <string.h>



int die() {

char *err = NULL;

strcpy(err, "gonner");

return 0;

}



int main() {

return die();

}



下面來編譯上面的main.c程式看看將會產生什麼樣的資訊呢，不過要注意的就是如果要在你的程式裏引用sigsegv.h、sigsegv.c得到堆疊資訊的話記得加上-rdynamic
-ldl參數。



/data/codes/c/test/backtraces $ gcc -o test -rdynamic -ldl -ggdb -g sigsegv.c
main.c

/data/codes/c/test/backtraces $ ./test

Segmentation Fault!

info.si_signo = 11

info.si_errno = 0

info.si_code = 1 (SEGV_MAPERR)

info.si_addr = (nil)

reg[00] = 0x00000033

reg[01] = 0x00000000

reg[02] = 0xc010007b

reg[03] = 0x0000007b

reg[04] = 0x00000000

reg[05] = 0xb7fc8ca0

reg[06] = 0xbff04c2c

reg[07] = 0xbff04c1c

reg[08] = 0xb7f8cff4

reg[09] = 0x00000001

reg[10] = 0xbff04c50

reg[11] = 0x00000000

reg[12] = 0x0000000e

reg[13] = 0x00000006

reg[14] = 0x080489ec

reg[15] = 0x00000073

reg[16] = 0x00010282

reg[17] = 0xbff04c1c

reg[18] = 0x0000007b

Stack trace:

1: 0x80489ec <die+16> (/data/codes/c/test/backtraces/test)

2: 0x8048a16 <main+19> (/data/codes/c/test/backtraces/test)

End of stack trace

/data/codes/c/test/backtraces $



下面用gdb來看看出錯的地方左右的代碼：



/data/codes/c/test/backtraces $ gdb ./test

gdb> disassemble die+16

Dump of assembler code for function die:

0x080489dc <die+0>: push %ebp

0x080489dd <die+1>: mov %esp,%ebp

0x080489df <die+3>: sub $0x10,%esp

0x080489e2 <die+6>: movl $0x0,0xfffffffc(%ebp)

0x080489e9 <die+13>: mov 0xfffffffc(%ebp),%eax

0x080489ec <die+16>: movl $0x6e6e6f67,(%eax)

0x080489f2 <die+22>: movw $0x7265,0x4(%eax)

0x080489f8 <die+28>: movb $0x0,0x6(%eax)

0x080489fc <die+32>: mov $0x0,%eax

0x08048a01 <die+37>: leave

0x08048a02 <die+38>: ret

End of assembler dump.

gdb&gt;



也可以直接break *die+16進行調試，看看在出錯之前的堆疊情況，那麼下面我們再來看看代碼問題到底出在什麼地方了。



/data/codes/c/test/backtraces $ gdb ./test

gdb> break *die+16

Breakpoint 1 at 0x80489f2: file main.c, line 6.

gdb&gt; list *die+16

0x80489f2 is in die (main.c:6).

1 #include "sigsegv.h"

2 #include <string.h>

3

4 int die() {

5 char *err = NULL;

6 strcpy(err, "gonner");

7 return 0;

8 }

9

10 int main() {

gdb>



現在看看定位錯誤將會多麼方便，上面的調試指令中list之前break不是必須的，只是讓你可以看到break其實就已經指出了哪一行代碼導致
Segmentation fault了。如果你要發佈你的程式你一般會為了減少體積不會附帶調試資訊的(也就是不加-ggdb
-g參數)，不過沒關係，你一樣可以得到上面stack-trace資訊，然後你調試之前只要加上調試資訊即可。