c++在异常时显示堆栈跟踪

我希望有一种方法在抛出异常时向用户报告堆栈跟踪。最好的方法是什么?它是否需要大量额外的代码?

回答问题:

如果可能的话，我希望它是便携的。我想让信息弹出，这样用户就可以复制堆栈跟踪，并在出现错误时通过电子邮件发送给我。

当前回答

由于在进入捕获块时堆栈已经展开，因此在我的案例中，解决方案是不捕获某些异常，这些异常随后会导致SIGABRT。在SIGABRT的信号处理程序中，我然后fork()和execl() gdb(在调试构建中)或谷歌breakpads stackwalk(在发布构建中)。此外，我尽量只使用信号处理程序安全的函数。

GDB:

static const char BACKTRACE_START[] = "<2>--- backtrace of entire stack ---\n";
static const char BACKTRACE_STOP[] = "<2>--- backtrace finished ---\n";

static char *ltrim(char *s)
{
    while (' ' == *s) {
        s++;
    }
    return s;
}

void Backtracer::print()
{
    int child_pid = ::fork();
    if (child_pid == 0) {
        // redirect stdout to stderr
        ::dup2(2, 1);

        // create buffer for parent pid (2+16+1 spaces to allow up to a 64 bit hex parent pid)
        char pid_buf[32];
        const char* stem = "                   ";
        const char* s = stem;
        char* d = &pid_buf[0];
        while (static_cast<bool>(*s))
        {
            *d++ = *s++;
        }
        *d-- = '\0';
        char* hexppid = d;

        // write parent pid to buffer and prefix with 0x
        int ppid = getppid();
        while (ppid != 0) {
            *hexppid = ((ppid & 0xF) + '0');
            if(*hexppid > '9') {
                *hexppid += 'a' - '0' - 10;
            }
            --hexppid;
            ppid >>= 4;
        }
        *hexppid-- = 'x';
        *hexppid = '0';

        // invoke GDB
        char name_buf[512];
        name_buf[::readlink("/proc/self/exe", &name_buf[0], 511)] = 0;
        ssize_t r = ::write(STDERR_FILENO, &BACKTRACE_START[0], sizeof(BACKTRACE_START));
        (void)r;
        ::execl("/usr/bin/gdb",
                "/usr/bin/gdb", "--batch", "-n", "-ex", "thread apply all bt full", "-ex", "quit",
                &name_buf[0], ltrim(&pid_buf[0]), nullptr);
        ::exit(1); // if GDB failed to start
    } else if (child_pid == -1) {
        ::exit(1); // if forking failed
    } else {
        // make it work for non root users
        if (0 != getuid()) {
            ::prctl(PR_SET_PTRACER, PR_SET_PTRACER_ANY, 0, 0, 0);
        }
        ::waitpid(child_pid, nullptr, 0);
        ssize_t r = ::write(STDERR_FILENO, &BACKTRACE_STOP[0], sizeof(BACKTRACE_STOP));
        (void)r;
    }
}

minidump_stackwalk：

static bool dumpCallback(const google_breakpad::MinidumpDescriptor& descriptor, void* context, bool succeeded)
{
    int child_pid = ::fork();
    if (child_pid == 0) {
        ::dup2(open("/dev/null", O_WRONLY), 2); // ignore verbose output on stderr
        ssize_t r = ::write(STDOUT_FILENO, &MINIDUMP_STACKWALK_START[0], sizeof(MINIDUMP_STACKWALK_START));
        (void)r;
        ::execl("/usr/bin/minidump_stackwalk", "/usr/bin/minidump_stackwalk", descriptor.path(), "/usr/share/breakpad-syms", nullptr);
        ::exit(1); // if minidump_stackwalk failed to start
    } else if (child_pid == -1) {
        ::exit(1); // if forking failed
    } else {
        ::waitpid(child_pid, nullptr, 0);
        ssize_t r = ::write(STDOUT_FILENO, &MINIDUMP_STACKWALK_STOP[0], sizeof(MINIDUMP_STACKWALK_STOP));
        (void)r;
    }
    ::remove(descriptor.path()); // this is not signal safe anymore but should still work
    return succeeded;
}

编辑:为了让它为breakpad工作，我还必须添加这个:

std::set_terminate([]()
{
    ssize_t r = ::write(STDERR_FILENO, EXCEPTION, sizeof(EXCEPTION));
    (void)r;
    google_breakpad::ExceptionHandler::WriteMinidump(std::string("/tmp"), dumpCallback, NULL);
    exit(1); // avoid creating a second dump by not calling std::abort
});

来源:如何获得堆栈跟踪c++使用gcc与行号信息?是否可以将gdb附加到崩溃的进程(也就是“即时”调试)

2018-07-26 11:52:20

其他回答

AFAIK libunwind非常便携，到目前为止我还没有找到更容易使用的东西。

2012-12-19 17:26:22

我也有类似的问题，尽管我喜欢可移植性，但我只需要gcc支持。在gcc中，execinfo.h和回溯调用是可用的。为了要求函数名，Bingmann先生编写了一段很好的代码。为了在异常上转储反向跟踪，我创建了一个异常，该异常在构造函数中打印反向跟踪。如果我期望这与库中抛出的异常一起工作，则可能需要重新构建/链接，以便使用回溯异常。

/******************************************
#Makefile with flags for printing backtrace with function names
# compile with symbols for backtrace
CXXFLAGS=-g
# add symbols to dynamic symbol table for backtrace
LDFLAGS=-rdynamic
turducken: turducken.cc
******************************************/

#include <cstdio>
#include <stdexcept>
#include <execinfo.h>
#include "stacktrace.h" /* https://panthema.net/2008/0901-stacktrace-demangled/ */

// simple exception that prints backtrace when constructed
class btoverflow_error: public std::overflow_error
{
    public:
    btoverflow_error( const std::string& arg ) :
        std::overflow_error( arg )
    {
        print_stacktrace();
    };
};


void chicken(void)
{
    throw btoverflow_error( "too big" );
}

void duck(void)
{
    chicken();
}

void turkey(void)
{
    duck();
}

int main( int argc, char *argv[])
{
    try
    {
        turkey();
    }
    catch( btoverflow_error e)
    {
        printf( "caught exception: %s\n", e.what() );
    }
}

使用gcc 4.8.4编译和运行这个函数会产生一个反向跟踪，其中包含了非常整洁的c++函数名:

stack trace:
 ./turducken : btoverflow_error::btoverflow_error(std::string const&)+0x43
 ./turducken : chicken()+0x48
 ./turducken : duck()+0x9
 ./turducken : turkey()+0x9
 ./turducken : main()+0x15
 /lib/x86_64-linux-gnu/libc.so.6 : __libc_start_main()+0xf5
 ./turducken() [0x401629]

2016-07-09 14:59:21

OSX的一个工作示例(现在在Catalina 10.15上测试)。显然不能移植到linux/windows。也许它会对某人有用。

在“Mew-exception”字符串中，可以使用backtrace和/或backtrace_symbols函数

#include <stdexcept>
#include <typeinfo>
#include <dlfcn.h>

extern "C" void __cxa_throw(void *thrown_object, std::type_info *tinfo, void (*dest)(void *));
static void (*__cxa_throw_orig)(void *thrown_object, std::type_info *tinfo, void (*dest)(void *));
extern "C" void luna_cxa_throw(void *thrown_object, std::type_info *tinfo, void (*dest)(void *))
{
    printf("Mew-exception you can catch your backtrace here!");
    __cxa_throw_orig(thrown_object, tinfo, dest);
}


//__attribute__ ((used))
//__attribute__ ((section ("__DATA,__interpose")))
static struct replace_pair_t {
    void *replacement, *replacee;
} replace_pair = { (void*)luna_cxa_throw, (void*)__cxa_throw };

extern "C" const struct mach_header __dso_handle;
extern "C" void dyld_dynamic_interpose(const struct mach_header*,
                               const replace_pair_t replacements[],
                               size_t count);

int fn()
{
    int a = 10; ++a;
    throw std::runtime_error("Mew!");
}

int main(int argc, const char * argv[]) {
    __cxa_throw_orig = (void (*)(void *thrown_object, std::type_info *tinfo, void (*dest)(void *)))dlsym(RTLD_DEFAULT, "__cxa_throw");

    dyld_dynamic_interpose(&__dso_handle, &replace_pair, 1);

    fn();
    return 0;
}

2020-08-17 17:35:59

Andrew Grant的回答并不能帮助获得抛出函数的堆栈跟踪，至少在GCC中是这样，因为throw语句本身并不能保存当前的堆栈跟踪，并且catch处理程序届时将无法再访问堆栈跟踪。

解决这个问题的唯一方法(使用GCC)是确保在抛出指令的点生成堆栈跟踪，并将其与异常对象一起保存。

当然，此方法要求抛出异常的每个代码都使用特定的exception类。

2017年7月11日更新:对于一些有用的代码，看看cahit beyaz的答案，它指向http://stacktrace.sourceforge.net -我还没有使用它，但它看起来很有前途。

2014-11-12 09:16:49