一般察看函式執行時堆疊的方法是使用GDB（bt命令）之類的外部偵錯程式,但是,有些時候為了分析程式的BUG,(主要針對長時間執行程式的分析),在程式出錯時打印出函式的呼叫堆疊是非常有用的。

在glibc標頭檔案"execinfo.h"中聲明瞭三個函式用於獲取當前執行緒的函式呼叫堆疊。

1. int backtrace(void **buffer,int size)  

<span style="font-size:12px;">int backtrace(void **buffer,int size)</span>

該函式用於獲取當前執行緒的呼叫堆疊,獲取的資訊將會被存放在buffer中,它是一個指標列表。引數 size 用來指定buffer中可以儲存多少個void* 元素。函式返回值是實際獲取的指標個數,最大不超過size大小

在buffer中的指標實際是從堆疊中獲取的返回地址,每一個堆疊框架有一個返回地址

注意:某些編譯器的優化選項對獲取正確的呼叫堆疊有干擾,另外行內函數沒有堆疊框架;刪除框架指標也會導致無法正確解析堆疊內容

1. char ** backtrace_symbols (void *const *buffer, int size)  

<span style="font-size:12px;">char ** backtrace_symbols (void *const *buffer, int size)</span>

backtrace_symbols將從backtrace函式獲取的資訊轉化為一個字串陣列. 引數buffer應該是從backtrace函式獲取的指標陣列,size是該陣列中的元素個數(backtrace的返回值)   
   
函式返回值是一個指向字串陣列的指標,它的大小同buffer相同.每個字串包含了一個相對於buffer中對應元素的可列印資訊.它包括

現在,只有使用ELF二進位制格式的程式才能獲取函式名稱和偏移地址.在其他系統,只有16進位制的返回地址能被獲取.另外,你可能需要傳遞相應的符號給連結器,以能支援函式名功能(比如,在使用GNU ld連結器的系統中,你需要傳遞(-rdynamic)， -rdynamic可用來通知連結器將所有符號新增到動態符號表中，如果你的連結器支援-rdynamic的話，建議將其加上！)

該函式的返回值是通過malloc函式申請的空間,因此呼叫者必須使用free函式來釋放指標.

注意:如果不能為字串獲取足夠的空間函式的返回值將會為NULL

1. void backtrace_symbols_fd (void *const *buffer, int size, int fd)  

<span style="font-size:12px;">void backtrace_symbols_fd (void *const *buffer, int size, int fd)</span>

backtrace_symbols_fd與backtrace_symbols 函式具有相同的功能,不同的是它不會給呼叫者返回字串陣列,而是將結果寫入檔案描述符為fd的檔案中,每個函式對應一行.它不需要呼叫malloc函式,因此適用於有可能呼叫該函式會失敗的情況

下面是glibc中的例項（稍有修改）：

1. #include <execinfo.h>
2. #include <stdio.h>
3. #include <stdlib.h>
4. /* Obtain a backtrace and print it to @code{stdout}. */
5. void print_trace (void)  
6. {  
7. void *array[10];  
8. size_t size;  
9. char **strings;  
10. size_t i;  
11.     size = backtrace (array, 10);  
12.     strings = backtrace_symbols (array, size);  
13. if (NULL == strings)  
14.     {  
15. 　       perror("backtrace_synbols");  
16.         Exit(EXIT_FAILURE);  
17.     }  
18.     printf ("Obtained %zd stack frames.\n", size);  
19. for (i = 0; i < size; i++)  
20.         printf ("%s\n", strings[i]);  
21.     free (strings);  
22. 　   strings = NULL;  
23. }  
24. /* A dummy function to make the backtrace more interesting. */
25. void dummy_function (void)  
26. {  
27.     print_trace ();  
28. }  
29. int main (int argc, char *argv[])  
30. {  
31.     dummy_function ();  
32. return 0;  
33. }  

<span style="font-size:12px;">#include <execinfo.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

/* Obtain a backtrace and print it to @code{stdout}. */
void print_trace (void)
{
	void *array[10];
	size_t size;
	char **strings;
　	size_t i;
　
	size = backtrace (array, 10);
	strings = backtrace_symbols (array, size);
	if (NULL == strings)
	{
　		perror("backtrace_synbols");
		Exit(EXIT_FAILURE);
	}

	printf ("Obtained %zd stack frames.\n", size);

	for (i = 0; i < size; i++)
		printf ("%s\n", strings[i]);

	free (strings);
　	strings = NULL;
}

/* A dummy function to make the backtrace more interesting. */
void dummy_function (void)
{
	print_trace ();
}

int main (int argc, char *argv[])
{
	dummy_function ();
	return 0;
}</span>

輸出如下：

1. Obtained 4 stack frames.  
2. ./execinfo() [0x80484dd]  
3. ./execinfo() [0x8048549]  
4. ./execinfo() [0x8048556]  
5. /lib/i386-linux-gnu/libc.so.6(__libc_start_main+0xf3) [0x70a113]  

<span style="font-size:12px;">Obtained 4 stack frames.
./execinfo() [0x80484dd]
./execinfo() [0x8048549]
./execinfo() [0x8048556]
/lib/i386-linux-gnu/libc.so.6(__libc_start_main+0xf3) [0x70a113]
</span>

我們還可以利用這backtrace來定位段錯誤位置。

通常情況系，程式發生段錯誤時系統會發送SIGSEGV訊號給程式，預設處理是退出函式。我們可以使用 signal(SIGSEGV, &your_function);函式來接管SIGSEGV訊號的處理，程式在發生段錯誤後，自動呼叫我們準備好的函式，從而在那個函式裡來獲取當前函式呼叫棧。

舉例如下：

1. #include <stdio.h>
2. #include <stdlib.h>
3. #include <stddef.h>
4. #include <execinfo.h>
5. #include <signal.h>
6. void dump(int signo)  
7. {  
8. void *buffer[30] = {0};  
9. size_t size;  
10. char **strings = NULL;  
11. size_t i = 0;  
12.     size = backtrace(buffer, 30);  
13.     fprintf(stdout, "Obtained %zd stack frames.nm\n", size);  
14.     strings = backtrace_symbols(buffer, size);  
15. if (strings == NULL)  
16.     {  
17.         perror("backtrace_symbols.");  
18.         exit(EXIT_FAILURE);  
19.     }  
20. for (i = 0; i < size; i++)  
21.     {  
22.         fprintf(stdout, "%s\n", strings[i]);  
23.     }  
24.     free(strings);  
25.     strings = NULL;  
26.     exit(0);  
27. }  
28. void func_c()  
29. {  
30.     *((volatilechar *)0x0) = 0x9999;  
31. }  
32. void func_b()  
33. {  
34.     func_c();  
35. }  
36. void func_a()  
37. {  
38.     func_b();  
39. }  
40. int main(int argc, constchar *argv[])  
41. {  
42. if (signal(SIGSEGV, dump) == SIG_ERR)  
43.         perror("can't catch SIGSEGV");  
44.     func_a();  
45. return 0;  
46. }  

<span style="font-size:12px;">#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <stddef.h>
#include <execinfo.h>
#include <signal.h>

void dump(int signo)
{
	void *buffer[30] = {0};
	size_t size;
	char **strings = NULL;
	size_t i = 0;

	size = backtrace(buffer, 30);
	fprintf(stdout, "Obtained %zd stack frames.nm\n", size);
	strings = backtrace_symbols(buffer, size);
	if (strings == NULL)
	{
		perror("backtrace_symbols.");
		exit(EXIT_FAILURE);
	}
	
	for (i = 0; i < size; i++)
	{
		fprintf(stdout, "%s\n", strings[i]);
	}
	free(strings);
	strings = NULL;
	exit(0);
}

void func_c()
{
	*((volatile char *)0x0) = 0x9999;
}

void func_b()
{
	func_c();
}

void func_a()
{
	func_b();
}

int main(int argc, const char *argv[])
{
	if (signal(SIGSEGV, dump) == SIG_ERR)
		perror("can't catch SIGSEGV");
	func_a();
	return 0;
}</span>

編譯程式：

gcc -g -rdynamic test.c -o test; ./test

輸出如下：

1. Obtained6stackframes.nm  
2. ./backstrace_debug(dump+0x45)[0x80487c9]  
3. [0x468400]  
4. ./backstrace_debug(func_b+0x8)[0x804888c]  
5. ./backstrace_debug(func_a+0x8)[0x8048896]  
6. ./backstrace_debug(main+0x33)[0x80488cb]  
7. /lib/i386-linux-gnu/libc.so.6(__libc_start_main+0xf3)[0x129113]  

<span style="font-size:12px;">Obtained6stackframes.nm
./backstrace_debug(dump+0x45)[0x80487c9]
[0x468400]
./backstrace_debug(func_b+0x8)[0x804888c]
./backstrace_debug(func_a+0x8)[0x8048896]
./backstrace_debug(main+0x33)[0x80488cb]
/lib/i386-linux-gnu/libc.so.6(__libc_start_main+0xf3)[0x129113]</span>

 （這裡有個疑問： 多次執行的結果是/lib/i368-linux-gnu/libc.so.6和[0x468400]的返回地址是變化的，但不變的是後三位， 不知道為什麼）

接著：

objdump -d test > test.s

在test.s中搜索804888c如下：

1. 8048884 <func_b>:  
2. 8048884:    55              push %ebp  
3. 8048885:    89 e5            mov %esp, %ebp  
4. 8048887:    e8 eb ff ff ff       call 8048877 <func_c>  
5. 804888c:    5d                pop %ebp  
6. 804888d:    c3                ret  

<span style="font-size:12px;">8048884 <func_b>:
8048884:	55		        push %ebp
8048885:	89 e5		     mov %esp, %ebp
8048887:	e8 eb ff ff ff       call 8048877 <func_c>
804888c:	5d		          pop %ebp
804888d:	c3		          ret</span>

其中80488c時呼叫（call 8048877）C函式後的地址，雖然並沒有直接定位到C函式，通過彙編程式碼， 基本可以推出是C函數出問題了（pop指令不會導致段錯誤的）。

我們也可以通過addr2line來檢視

1. addr2line 0x804888c -e backstrace_debug -f  

<span style="font-size:12px;">addr2line 0x804888c -e backstrace_debug -f</span>

輸出：

1. func_b  
2. /home/astrol/c/backstrace_debug.c:57  

<span style="font-size:12px;">func_b
/home/astrol/c/backstrace_debug.c:57
</span>

以下是簡單的backtrace原理實現：

1. #include <stdio.h>
2. #include <stdlib.h>
3. #include <string.h>
4. #define LEN 4
5. #define FILENAME "stack"
6. int backtrace(void **buffer, int size)  
7. {  
8. int i = 0;  
9.     unsigned longint reg_eip = 0;  
10.     unsigned longint reg_ebp = 0;  
11. char cmd[size][64];  
12.     memset(cmd, 0, size * 64);  
13.     __asm__ volatile (  
14. /* get current EBP */
15. "movl %%ebp, %0 \n\t"
16.         :"=r"(reg_ebp)  /* output register */
17.         :       /* input  register */
18.         :"memory"/* cloberred register */
19.     );    
20. for (i = 0; i < size; i++)  
21.     {  
22.         reg_eip = *(unsigned longint *)(reg_ebp + 4);  
23.         reg_ebp = *(unsigned longint *)(reg_ebp);  
24.         buffer[i] = (void *)reg_eip;  
25.         fprintf(stderr, "%p -> ", buffer[i]);  
26.         sprintf(cmd[i], "addr2line %p -e ", buffer[i]);  
27.         strncat(cmd[i], FILENAME" -f", strlen(FILENAME)+3);  
28.         system(cmd[i]);  
29.         puts("");         
30.     }  
31. return size;  
32. }  
33. staticvoid test2(void)  
34. {  
35. int i = 0;  
36. void *buffer[LEN] = {0};  
37.     backtrace(buffer, LEN);  
38. return;  
39. }  
40. staticvoid test1(void)  
41. {  
42.     test2();  
43. }  
44. staticvoid test(void)  
45. {  
46.     test1();  
47. }  
48. int main(int argc, constchar *argv[])  
49. {  
50.     test();  
51. return 0;  
52. }