高效获得Linux函数调用栈/backtrace的方法

来源：互联网发布：淘宝系统繁忙什么鬼编辑：程序博客网时间：2024/06/06 02:33

有四种方法可以获得Linux的函数调用堆栈，参见CALL STACK TRACE GENERATION。

在这里简单罗列一下文中提到的四个方案：

方法1 GCC内置函数__builtin_return_address

方法2 Glibc中的backtrace函数

方法3 Jeff Muizelaar实现的增强backtrace，除了函数名，还能获得代码行号

方法4 libunwind

这里面的方法2和方法4都尝试过，方法2的backtrace函数是通过读取操作系统的一个全局信息区，在多线程并发调用时，会造成严重的锁冲突。

方法4的libunwind也存在开销较大的问题。

最终采用了下面的方案：

#define STACKCALL __attribute__((regparm(1),noinline))void ** STACKCALL getEBP(void){void **ebp=NULL;__asm__ __volatile__("mov %%rbp, %0;\n\t":"=m"(ebp)      /* 输出 */:      /* 输入 */:"memory");     /* 不受影响的寄存器 */return (void **)(*ebp);}int my_backtrace(void **buffer,int size){int frame=0;void ** ebp;void **ret=NULL;unsigned long long func_frame_distance=0;if(buffer!=NULL && size >0){ebp=getEBP();func_frame_distance=(unsigned long long)(*ebp) - (unsigned long long)ebp;while(ebp&& frame<size&&(func_frame_distance< (1ULL<<24))//assume function ebp more than 16M&&(func_frame_distance>0)){ret=ebp+1;buffer[frame++]=*ret;ebp=(void**)(*ebp);func_frame_distance=(unsigned long long)(*ebp) - (unsigned long long)ebp;}}return frame;}

my_backtrace返回的内容和glibc的backtrace相同，可以用《使用backtrace获得动态链接库的调用地址》中的方法获得可读的调用栈。

局限性：

如果源代码编译时使用了-O1或-O2优化选项，可执行代码会把ebp/rbp/rsp寄存器当作普通寄存器使用，导致backtrace失败。为了防止这种情况发生，可以在编译时使用-O2 -fno-omit-frame-pointer 或-Og 来避免优化中使用上述寄存器。

文中的关于my_backtrace的实现主要归功于WangPeng同学。

参考文献

http://blog.chinaunix.net/uid-24774106-id-3457205.html

http://www.linuxidc.com/Linux/2011-08/41641.htm

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