在Linux與Windows上獲取當前堆疊資訊的方法

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在編寫穩定可靠的軟體服務時經常用到輸出堆疊資訊,以便使用者/開發者獲取準確的執行資訊。常用在日誌輸出,錯誤報告,異常檢測。

在Linux有比較簡便的函式獲取堆疊資訊:


#include <stdio.h>
#include <execinfo.h>
#include <signal.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
void handler(int sig) {
void *array[5];
size_t size;
// get void*'s for all entries on the stack
size = backtrace(array, 5);
// print out all the frames to stderr
fprintf(stderr, "Error: signal %d:\n", sig);
char** msgs = backtrace_symbols(array, size);
for(int i=1;i<size && msgs[i];  i)
printf("[%d] %s\n", i, msgs[i]);
exit(1);
}
void baz() {
int *foo = (int*)-1; // make a bad pointer
printf("%d\n", *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.
}

以上程式碼從參考的stackoverflow中稍作修改而來。核心就是backtrace與backtrace_symbols兩個函式。

Windows下推薦用StackWalker這個開原始碼,支援X86,AMD64,IA64。

如果你需要一個最簡的程式碼,那麼下面是我抽取出來的程式碼,明顯比Linux要複雜一些。(Win的很多功能實現起來要複雜一些,當然也有很多功能實現要比Linux簡單很多。)

我會做一些講解,在後面。


#include "stdafx.h"
#include <Windows.h>
#include <iostream>
#include <DbgHelp.h>
#include <TlHelp32.h>
using namespace std;
HANDLE ph;
void baz()
{
int* v = 0;
*v = 0;
}
void bar()
{
baz();
}
void foo(){
__try {
bar();
}
__except(EXCEPTION_EXECUTE_HANDLER) {
auto sire = SymInitialize(ph, 0, FALSE);
sire = SymSetOptions(SymGetOptions() | SYMOPT_LOAD_LINES | SYMOPT_FAIL_CRITICAL_ERRORS);
CONTEXT ctx = { 0 };
ctx.ContextFlags = CONTEXT_FULL;
RtlCaptureContext(&ctx);
STACKFRAME64 sf = { 0 };
#ifdef _M_IX86 // ignore IA64
auto imageType = IMAGE_FILE_MACHINE_I386;
sf.AddrPC.Offset = ctx.Eip;
sf.AddrPC.Mode = AddrModeFlat;
sf.AddrFrame.Offset = ctx.Ebp;
sf.AddrFrame.Mode = AddrModeFlat;
sf.AddrStack.Offset = ctx.Esp;
sf.AddrStack.Mode = AddrModeFlat;
#elif _M_X64
auto imageType = IMAGE_FILE_MACHINE_AMD64;
sf.AddrPC.Offset = ctx.Rip;
sf.AddrPC.Mode = AddrModeFlat;
sf.AddrFrame.Offset = ctx.Rsp;
sf.AddrFrame.Mode = AddrModeFlat;
sf.AddrStack.Offset = ctx.Rsp;
sf.AddrStack.Mode = AddrModeFlat;
#endif
MODULEENTRY32 me;
auto snap = CreateToolhelp32Snapshot(TH32CS_SNAPMODULE, GetCurrentProcessId());
auto info = Module32First(snap, &me);
while (info) {
auto dw = SymLoadModule64(ph, 0, me.szExePath, me.szModule, (DWORD64)me.modBaseAddr, me.modBaseSize);
if (!Module32Next(snap, &me))break;
}
CloseHandle(snap);
auto thread = GetCurrentThread();
PIMAGEHLP_SYMBOL64 sym = (IMAGEHLP_SYMBOL64 *)malloc(sizeof(IMAGEHLP_SYMBOL64)   100);
if (!sym)
return;
memset(sym, 0, sizeof(IMAGEHLP_SYMBOL64)   100);
sym->SizeOfStruct = sizeof(IMAGEHLP_SYMBOL64);
sym->MaxNameLength = 100;
IMAGEHLP_LINE64 line = { 0 };
line.SizeOfStruct = sizeof(line);
for (;;) {
auto result = StackWalk(imageType, ph, thread, &sf, &ctx, 0, SymFunctionTableAccess64, SymGetModuleBase64, 0);
if (result) {
DWORD64 offset = 0;
DWORD offset_for_line = 0;
CHAR und_fullname[100];
if (sf.AddrPC.Offset != 0) {
if (SymGetSymFromAddr64(ph, sf.AddrPC.Offset, &offset, sym)) {
UnDecorateSymbolName(sym->Name, und_fullname, 100, UNDNAME_COMPLETE);
cout << und_fullname;
}
if (SymGetLineFromAddr64(ph, sf.AddrPC.Offset, &offset_for_line, &line)) {
cout << " " << line.FileName << "(" << line.LineNumber << ")";
}
cout << endl;
}
}
else
break;
}
SymCleanup(ph);
}
}
int main()
{
ph = GetCurrentProcess();
foo();
return 0;
}

編譯請連結dbghelp.lib

核心就是StackWalk與SymGetSymFromAddr64,SymGetLineFromAddr64。

StackWalk用於獲取下一層堆疊。

SymGetSymFromAddr64用於獲取當前函式名。

SymGetLineFromAddr64用於獲取函式所在檔案及行號。

為了這三個函式正常工作,還要初始化符號相關功能(SymInitialize),取得當前執行緒描述表(RtlCaptureContext),載入用到的模組(SymLoadModule64)。

用到了<DbgHelp.h> <TlHelp32.h>這兩個標頭檔案。

上面程式碼執行後會在控制檯輸出堆疊資訊。

這篇在Linux與Windows上獲取當前堆疊資訊的方法就是小編分享給大家的全部內容了,希望能給大家一個參考,也希望大家多多支援指令碼之家。