android backtrace实现

1. backtrace

   • 简介

     • 有的系统没有实现backtrace这个函数.
     • 常见的就有linux还有一些docker的库.

   • 判断是否支持backtrace

     #include<stdio.h>
     #include<dlfcn.h>
     int main()
     {
               
               
        void * bt = dlsym(NULL,"backtrace");
        if(NULL != bt)
        {
               
               
            printf("support\n");
        }
        else
        {
               
               
            printf("not support\n");
        }
        return 0;
     }
     
     

   • 输出

     [root@localhost bt_support]# gcc test.c -ldl -g
     [root@localhost bt_support]# ./a.out
     support
     
     

2. 堆栈

   • 说明

     • 查看某一个时刻,函数调用栈.
     • 在 崩溃 的时候输出,可以精确的查看在什么地方出的问题.

   • 常见工具

     • pstack -p pid查看正在执行的进程某一时刻的堆栈.
     • gdb.

   • 案例

     (gdb) bt
     #0  show () at test.c:3
     #1  0x0000000000400501 in cool () at test.c:7
     #2  0x0000000000400511 in main () at test.c:12
     
     

   • 注意

     • 必须要有调试信息.
     • 否则结果是??:00这类无意义数据.

3. 获取堆栈

   • 说明

     • 堆栈一般是代码地址.
     • 也可能是共享库的映射地址.

   • 获取地址

     #include <execinfo.h>
     void show()
     {
               
               
        void * s[30] = {
               
               0};
        backtrace(s,30);
        return;
     }
     
     void cool()
     {
               
               
     show();
     }
     
     int main()
     {
               
               
        cool();
     }
     
     

     输出

     (gdb) bt
     #0  show () at test.c:6
     #1  0x0000000000400587 in cool () at test.c:11
     #2  0x0000000000400597 in main () at test.c:16
     (gdb) x /3xg s
     0x7fffffffe320: 0x0000000000400576      0x0000000000400587
     0x7fffffffe330: 0x0000000000400597
     (gdb) p show
     $2 = {
               
               void ()} 0x40053d <show>
     

     • backtrace获取到的地址和gdb bt指令获取到的一样.

     addr2line

     [root@localhost bt_support]# addr2line -fap 0x0000000000400576 0x0000000000400587 0x0000000000400597
     0x0000000000400576: show at /root/cfile/bt_support/test.c:6
     0x0000000000400587: cool at /root/cfile/bt_support/test.c:12
     0x0000000000400597: main at /root/cfile/bt_support/test.c:17
     

     • 得到的结果基本相同.

4. 动态库

   • 获取堆栈

     test.c

     #define _GNU_SOURCE
     #include <dlfcn.h>
     #include <execinfo.h>
     void show()
     {
               
               
        void * s[30] = {
               
               0};
        int n = backtrace(s,30);
        int i;
        Dl_info info;
        for(i = 0 ; i < n; i++)
        {
               
               
            dladdr(s[i],&info); // info.dli_saddr  失效时可以用s[i]获取函数栈的指针,dladdr 主要是获取 so 的挂载起始地址。
            i+=0;
        }
        return;
     }
     
     void cool()
     {
               
               
     show();
     }
     
     

     main.c

     extern void cool();
     int main()
     {
               
               
        cool();
     }
     
     

     编译

     gcc -fPIC -shared -o test.so test.c -g
     gcc ./test.so main.c -g -ldl
     

     调试输出

     (gdb) p info
     $1 = {
               
               dli_fname = 0x7ffff7ff9640 "./test.so", dli_fbase = 0x7ffff7bd9000,
      dli_sname = 0x7ffff7bd942d "show", dli_saddr = 0x7ffff7bd9785 <show>}
     
     (gdb) printf "%x\n",info.dli_saddr - info.dli_fbase
     785
     
     (gdb) !addr2line -e ./test.so 806
     /root/cfile/bt_support/test.c:21
     
     (gdb) bt
     #0  show () at test.c:10
     #1  0x00007ffff7bd9806 in cool () at test.c:20
     #2  0x000000000040063b in main () at main.c:4
     

     • addr信息需要借助dladdr.获取某个地址的信息.

5. 实现backtrace

   • 参考链接

     • https://stackoverflow.com/questions/8115192/android-ndk-getting-the-backtrace

   • 应用场景

     • 有的会没有这个函数,比如android,docker.

   • 堆栈

     #include <unwind.h>
     
     struct BacktraceState
     {
               
               
        void** current;
        void** end;
     };
     
     static _Unwind_Reason_Code unwindCallback(struct _Unwind_Context* context, void* arg)
     {
               
               
        BacktraceState* state = static_cast<BacktraceState*>(arg);
        uintptr_t pc = _Unwind_GetIP(context);
        if (pc) {
               
               
            if (state->current == state->end) {
               
               
                return _URC_END_OF_STACK;
            } else {
               
               
                *state->current++ = reinterpret_cast<void*>(pc);
            }
        }
        return _URC_NO_REASON;
     }
     
     }
     
     size_t captureBacktrace(void** buffer, size_t max)
     {
               
               
        BacktraceState state = {
               
               buffer, buffer + max};
        _Unwind_Backtrace(unwindCallback, &state);
     
        return state.current - buffer;
     }
     

     • struct BacktraceState,头尾指针的数组.存放void*类型数据的指针数组.
     • _Unwind_Reason_Code 回调函数返回值.
     • struct _Unwind_Context* context回调函数第一参数.
     • void* arg用户用于存放数据的结构体,任意类型.
     • unwindCallback自定义的回调函数,传入堆栈信息content,和用户的容器指针.
     • _Unwind_GetIP获取栈指针.
     • _Unwind_Backtrace 实际函数,回调和容器.