来自未处理异常的 C++ 堆栈跟踪？

Question

这个问题以前被问过，并且有特定于 windows 的答案，但没有令人满意的 gcc 答案。我可以使用set_terminate() 设置一个函数，当抛出未处理的异常时将调用该函数（代替terminate()）。我知道如何使用回溯库从程序中的给定点生成堆栈跟踪。但是，当调用我的终止替换时，这将无济于事，因为此时堆栈已被展开。

然而，如果我只是允许程序abort()，它将产生一个核心转储，其中包含从引发异常的点开始的完整堆栈信息。所以信息就在那里——但是有没有一种程序化的方式来获取它，例如它可以被记录，而不是必须检查一个核心文件？

Answer 1

编辑答案：

您可以使用std::set_terminate

#include <cstdlib>
#include <iostream>
#include <stdexcept>

#include <execinfo.h>

void
handler()
{
    void *trace_elems[20];
    int trace_elem_count(backtrace( trace_elems, 20 ));
    char **stack_syms(backtrace_symbols( trace_elems, trace_elem_count ));
    for ( int i = 0 ; i < trace_elem_count ; ++i )
    {
        std::cout << stack_syms[i] << "\n";
    }
    free( stack_syms );

    exit(1);
}   

int foo()
{
    throw std::runtime_error( "hello" );
}   

void bar()
{
    foo();
}

void baz()
{
    bar();
}

int
main()
{
    std::set_terminate( handler );
    baz();
}

给出这个输出：

samm@macmini ~> ./a.out 
./a.out [0x10000d20]
/usr/lib/libstdc++.so.6 [0xf9bb8c8]
/usr/lib/libstdc++.so.6 [0xf9bb90c]
/usr/lib/libstdc++.so.6 [0xf9bbaa0]
./a.out [0x10000c18]
./a.out [0x10000c70]
./a.out [0x10000ca0]
./a.out [0x10000cdc]
/lib/libc.so.6 [0xfe4dd80]
/lib/libc.so.6 [0xfe4dfc0]
samjmill@bgqfen4 ~> 

假设您的二进制文件中有调试符号，然后您可以使用 addr2line 构造一个更漂亮的堆栈跟踪事后

samm@macmini ~> addr2line 0x10000c18
/home/samm/foo.cc:23
samm@macmini ~> 

原答案如下

---

我过去曾使用boost::error_info 将堆栈跟踪使用backtrace 从execinfo.h 注入到引发的异常中。

typedef boost::error_info<struct tag_stack_str,std::string> stack_info;

那么当捕获异常时，你可以这样做

} catch ( const std::exception& e ) {                                                                                                            
    if ( std::string const *stack boost::get_error_info<stack_error_info>(e) ) {                    
        std::cout << stack << std::endl;
    }
}

Answer 2

然而，如果我只是让程序中止（），它将产生一个核心转储，其中包含从引发异常的点开始的完整堆栈信息。所以信息就在那里——但是有没有一种程序化的方式来获取它，例如它可以被记录，而不是必须检查一个核心文件？

我怀疑我的经验是否能满足您的需求，但无论如何都可以。

我正在重载abort()：通过在 libc 之前添加我自己的目标文件或使用 LD_PRELOAD。在我自己的abort() 版本中，我正在启动调试器，告诉它附加到进程（好吧，我肯定知道我的PID）并将堆栈跟踪转储到文件中（命令通过命令行传递给调试器）。调试器完成后，使用例如终止进程_exit(100).

那是在使用 GDB 的 Linux 上。在 Solaris 上，我经常使用类似的技巧，但由于没有健全的调试器，我使用 pstack 工具：system("pstack <PID>")。

Answer 3

您可以使用libunwind（只需将-lunwind 添加到链接器参数）（使用clang++ 3.6 测试）：

demagle.hpp：

#pragma once

char const *
get_demangled_name(char const * const symbol) noexcept;

demangle.cpp：

#include "demangle.hpp"

#include <memory>

#include <cstdlib>

#include <cxxabi.h>

namespace
{

#pragma clang diagnostic push
#pragma clang diagnostic ignored "-Wglobal-constructors"
#pragma clang diagnostic ignored "-Wexit-time-destructors"
std::unique_ptr< char, decltype(std::free) & > demangled_name{nullptr, std::free};
#pragma clang diagnostic pop

}

char const *
get_demangled_name(char const * const symbol) noexcept
{
    if (!symbol) {
        return "<null>";
    }
    int status = -4;
    demangled_name.reset(abi::__cxa_demangle(symbol, demangled_name.release(), nullptr, &status));
    return ((status == 0) ? demangled_name.get() : symbol);
}

backtrace.hpp：

#pragma once
#include <ostream>

void
backtrace(std::ostream & _out) noexcept;

backtrace.cpp：

#include "backtrace.hpp"

#include <iostream>
#include <iomanip>
#include <limits>
#include <ostream>

#include <cstdint>

#define UNW_LOCAL_ONLY
#include <libunwind.h>

namespace
{

void
print_reg(std::ostream & _out, unw_word_t reg) noexcept
{
    constexpr std::size_t address_width = std::numeric_limits< std::uintptr_t >::digits / 4;
    _out << "0x" << std::setfill('0') << std::setw(address_width) << reg;
}

char symbol[1024];

}

void
backtrace(std::ostream & _out) noexcept
{
    unw_cursor_t cursor;
    unw_context_t context;
    unw_getcontext(&context);
    unw_init_local(&cursor, &context);
    _out << std::hex << std::uppercase;
    while (0 < unw_step(&cursor)) {
        unw_word_t ip = 0;
        unw_get_reg(&cursor, UNW_REG_IP, &ip);
        if (ip == 0) {
            break;
        }
        unw_word_t sp = 0;
        unw_get_reg(&cursor, UNW_REG_SP, &sp);
        print_reg(_out, ip);
        _out << ": (SP:";
        print_reg(_out, sp);
        _out << ") ";
        unw_word_t offset = 0;
        if (unw_get_proc_name(&cursor, symbol, sizeof(symbol), &offset) == 0) {
            _out << "(" << get_demangled_name(symbol) << " + 0x" << offset << ")\n\n";
        } else {
            _out << "-- error: unable to obtain symbol name for this frame\n\n";
        }
    }
    _out << std::flush;
}

backtrace_on_terminate.hpp：

#include "demangle.hpp"
#include "backtrace.hpp"

#include <iostream>
#include <type_traits>
#include <exception>
#include <memory>
#include <typeinfo>

#include <cstdlib>

#include <cxxabi.h>

namespace
{

[[noreturn]]
void
backtrace_on_terminate() noexcept;

static_assert(std::is_same< std::terminate_handler, decltype(&backtrace_on_terminate) >{});

#pragma clang diagnostic push
#pragma clang diagnostic ignored "-Wglobal-constructors"
#pragma clang diagnostic ignored "-Wexit-time-destructors"
std::unique_ptr< std::remove_pointer_t< std::terminate_handler >, decltype(std::set_terminate) & > terminate_handler{std::set_terminate(backtrace_on_terminate), std::set_terminate};
#pragma clang diagnostic pop

[[noreturn]]
void
backtrace_on_terminate() noexcept
{
    std::set_terminate(terminate_handler.release()); // to avoid infinite looping if any
    backtrace(std::clog);
    if (std::exception_ptr ep = std::current_exception()) {
        try {
            std::rethrow_exception(ep);
        } catch (std::exception const & e) {
            std::clog << "backtrace: unhandled exception std::exception:what(): " << e.what() << std::endl;
        } catch (...) {
            if (std::type_info * et = abi::__cxa_current_exception_type()) {
                std::clog << "backtrace: unhandled exception type: " << get_demangled_name(et->name()) << std::endl;
            } else {
                std::clog << "backtrace: unhandled unknown exception" << std::endl;
            }
        }
    }
    std::_Exit(EXIT_FAILURE);
}

}

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