Linux与Windows上获取当前堆栈信息

在编写稳定可靠的软件服务时经常用到输出堆栈信息,以便用户/开发者获取准确的运行信息。常用在日志输出,错误报告,异常检测。

在Linux有比较简便的函数获取堆栈信息:

#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.

以上代码从参考的stackoverflow中稍作修改而来。核心就是backtrace与backtrace_symbols两个函数。

Windows下推荐用StackWalker这个开源代码,支持X86,AMD64,IA64。

如果你需要一个最简的代码,那么下面是我抽取出来的代码,明显比Linux要复杂一些。(Win的很多功能实现起来要复杂一些,当然也有很多功能实现要比Linux简单很多。)

我会做一些讲解,在后面。

#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; } 

编译请链接dbghelp.lib

核心就是StackWalk与SymGetSymFromAddr64,SymGetLineFromAddr64。

StackWalk用于获取下一层堆栈。

SymGetSymFromAddr64用于获取当前函数名。

SymGetLineFromAddr64用于获取函数所在文件及行号。

为了这三个函数正常工作,还要初始化符号相关功能(SymInitialize),取得当前线程描述表(RtlCaptureContext),加载用到的模块(SymLoadModule64)。

用到了<DbgHelp.h> <TlHelp32.h>这两个头文件。

上面代码执行后会在控制台输出堆栈信息。

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