如何在C中手动迭代堆栈帧？

Question

在处理应用程序中的信号时，我可以在调试器中正确看到backtrace。但是backtrace系统调用未正确显示堆栈帧.gdb存储堆栈帧的方式和backtrace系统调用如何转储它们之间有区别吗？

Answer 1

您不能移植C99或C11中的堆栈框架。

首先，因为不能保证C标准中的任何调用堆栈。（可以想象某些C编译器会进行整个程序分析，并在无用的情况下避免栈，例如，如果不能进行递归；我不知道这种C编译器）。有关奇怪的C实现，请参见此C FAQ问题。

然后，因为编译器有时可能会做一些优化，例如内联一些调用（甚至是对未标记的函数进行内联inline，尤其是在要求传递给to的链接时优化时），或者有时会发出尾部调用（而GCC可以同时执行）。您可以禁用优化，但是会损失很多性能。一个优化的编译器将只在寄存器中放置一些变量，并为某些变量重用一些堆栈槽。-fltogcc

最后，在某些体系结构（例如32位x86）上，可能会使用某些代码（尤其是某些库代码，例如libc内）进行编译，-fomit-frame-pointer然后如果没有它就无法获取帧信息。

您可以在GCC中使用libbacktraceby by Ian Taylor；您还可以使用GNU glibc的backtrace（3）函数；您甚至可以使用与GCC一起编译时可用的返回地址内置函数。但是所有这些工具可能无法在优化的代码上运行。

实际上，如果您确实需要一些回溯，则可以自己实现（我在我的过时的MELT系统中做到了，通过将局部变量包装在局部区域中来生成C ++代码struct），或者避免进行过多的优化（例如gcc -g -O1仅通过编译）。

请注意，backtrace是不是一个系统调用（中列出的系统调用（2） ，但一）glibc特异性库函数。

还请仔细阅读signal（7）和sigreturn（2）。可以从信号处理程序可靠地（直接或间接）调用的功能（异步信号安全）很少，并且backtrace（或printf）功能不在其中。在实践中，便携式信号处理程序通常应该只设置一些volatile sigatomic_t标志，然后在其他位置进行测试-或调用siglongjmp（3）。