使用 MinGW 在 C++ 中针对异常生成 Stacktrace

Posted 2023-04-15

【中文标题】使用 MinGW 在 C++ 中针对异常生成 Stacktrace

【英文标题】：Generate Stacktrace on exception in C++ with MinGW

【发布时间】：2013-01-20 04:55:45

【问题描述】：

帖子“How to generate a stacktrace when my gcc C++ app crashes”解释了当应用崩溃时如何生成堆栈跟踪。但是 gcc 版本在 windows MinGW 上不起作用。事实上，由于缺少头文件 execinfo.h，它甚至无法编译。

在 windows xp 及更高版本上是否有适用于 MinGW 的东西？

编辑

通过以下提到的步骤，可以进行 Stackwalking。但是当我在异常后尝试在 catch 块中遍历堆栈时，我没有得到想要的结果。我只能获取抛出异常的函数的名称，然后它显示列表-->主-->等等

步骤：

José Luis Cebrián 为帖子 Win32 API stack walk with MinGW/MSYS? 提供的第一个答案指向了一个链接，在该链接中可以找到 Mr.Edd 的堆栈跟踪库 http://www.mr-edd.co.uk/code/stack_trace

以上链接中的stackwalker 依赖于dbghelp.dll。由于 MinGW 没有为此提供导入库，因此它是使用 mingw 的 dlltool 生成的。其命令是

dlltool -k -d dbghelp.def -l dbghelp.a

注意1：.def 文件是在 Wine 项目中找到的

注意2：库生成不适用于所有版本的 MinGW。我在使用 4.4.1 版生成它时遇到了问题，但它在 4.6.1 版中运行良好

库 -lbfd、-lintl 和 -liberty 也与 -ldbghelp 一起用于链接

从链接中使用了结构化异常处理 http://www.programmingunlimited.net/siteexec/content.cgi?page=mingw-seh

代码查看

“尝试”的实现如下。这部分注册异常处理程序

 
__SEH_EXCEPTION_REGISTRATION _lseh_er;
__SEH_HANDLER _lseh_handler;
_lseh_er.handler =
reinterpret_cast<PEXCEPTION_HANDLER>(__SEH_HANDLER::ExceptionRouter);
_lseh_er.exthandler = &_lseh_handler;
asm volatile ("movl %%fs:0, %0" : "=r" (_lseh_er.prev));
asm volatile ("movl %0, %%fs:0" : : "r" (&_lseh_er));
int _lseh_setjmp_res = setjmp(_lseh_handler.context);
while(true) 
 if(_lseh_setjmp_res != 0) 
   break;
 

ExceptionRounter 函数调用另一个函数 ExceptionHandler，其中复制了上下文和记录。实现如下。

EXCEPTION_DISPOSITION __SEH_HANDLER::ExceptionHandler(PEXCEPTION_RECORD pRecord, 
__SEH_EXCEPTION_REGISTRATION* pReg,
PCONTEXT pContext,
PEXCEPTION_RECORD pRecord2)


CopyMemory(&excContext, pContext, sizeof(_CONTEXT));
CopyMemory(&excRecord, pRecord, sizeof(_EXCEPTION_RECORD));

// Jump back to the function where the exception actually occurred.  The 1 is the
// return code that will be returned by set_jmp.
longjmp(context, 1);

在这之后是我抛出异常的代码

随后执行“catch”或 seh_excep。

break;

PEXCEPTION_RECORD rec = &_lseh_handler.excRecord;
PCONTEXT ctx = &_lseh_handler.excContext;

asm volatile ("movl %0, %%fs:0" : : "r" (_lseh_er.prev));
if(_lseh_setjmp_res != 0)

然后是从 Mr.Edd 的 stackwalker 中遍历堆栈的代码。

lock lk(g_fill_frames_mtx);

symbol_context sc;
bfd_context bfdc;


STACKFRAME frame = empty_pod;
CONTEXT context = empty_pod;
context.ContextFlags = CONTEXT_FULL;

/*Below part is commented as the context of the exception causing code has to be  used and not the current context*/
/*
windows_dll kernel32("kernel32.dll");
void (WINAPI *RtlCaptureContext_)(CONTEXT*) =  kernel32.function("RtlCaptureContext");
RtlCaptureContext_(&context);
*/

context = _lseh_handler.excContex;

frame.AddrPC.Offset = context.Eip;
frame.AddrPC.Mode = AddrModeFlat;
frame.AddrStack.Offset = context.Esp;
frame.AddrStack.Mode = AddrModeFlat;
frame.AddrFrame.Offset = context.Ebp;
frame.AddrFrame.Mode = AddrModeFlat;


HANDLE process = GetCurrentProcess();
HANDLE thread = GetCurrentThread();

bool skip = true;
bool has_limit = limit != 0;
char symbol_buffer[sizeof(IMAGEHLP_SYMBOL) + 255];
char module_name_raw[MAX_PATH];

const DWORD machine = IMAGE_FILE_MACHINE_I386;

while(StackWalk(machine, process, thread, &frame, &context, 0, SymFunctionTableAccess, SymGetModuleBase, 0))

    if (skip)
    
        skip = false;
        continue;
    

    if (has_limit && limit-- == 0) break;

    IMAGEHLP_SYMBOL *symbol = reinterpret_cast<IMAGEHLP_SYMBOL *>(symbol_buffer);
    symbol->SizeOfStruct = (sizeof *symbol) + 255;
    symbol->MaxNameLength = 254;
    DWORD module_base = SymGetModuleBase(process, frame.AddrPC.Offset);
    std::string module_name = unknown_module;
    if (module_base && GetModuleFileNameA(reinterpret_cast<HINSTANCE>(module_base), module_name_raw, MAX_PATH))
        module_name = module_name_raw;
        std::string func = bfdc.get_function_name(frame.AddrPC.Offset);

        if (func.empty())
        
            DWORD dummy = 0;
            BOOL got_symbol = SymGetSymFromAddr(process, frame.AddrPC.Offset, &dummy, symbol);
            func = got_symbol ? symbol->Name : unknown_function;
        

    dbg::stack_frame f(reinterpret_cast<const void *>(frame.AddrPC.Offset), func, module_name);
    frames.push_back(f);
    
  

std::copy(frames.begin(), frames.end(), std::ostream_iterator<dbg::stack_frame>(std::cout, "\n"));

问候，Shreyas

【问题讨论】：

@HansPassant 请查看我的最新编辑。使用 StackWalk 遍历堆栈是可能的。但是，尽管上下文是在异常时复制的，但在出现异常时尝试遍历堆栈时遇到问题。

@HansPassant ，有没有办法在异常处理函数中复制堆栈帧，以便在 catch 子句中使用它？除了上下文和记录之外，我是否必须复制其他内容才能做到这一点？

@HansPassant 不是 programmingunlimited.net/siteexec/content.cgi?page=mingw-seh 为 MinGW 做这个吗？这已在上面的代码中使用。感谢您迄今为止的回复。

【参考方案1】：

链接http://www.programmingunlimited.net/siteexec/content.cgi?page=libseh 中提供的LibSEH 修复了该问题。

从我得到的回复中，我可以得出结论，在我的实现中，异常处理代码是在与引发异常的代码相同的上下文中调用的。这导致覆盖堆栈中现在不相关的部分。

但是，异常处理过滤器函数在不同的上下文中执行，通过将堆栈跟踪器放在过滤器函数中，可以获得所需的结果。

因此我使用了 libseh，它提供了类似于 MSVC 中的异常处理功能，并在过滤器函数中编写了堆栈跟踪器。

【讨论】：

应该可以有一个简单的工作代码和堆栈行走吗？例如，带有整个示例的 main.c？我自己一个人做事快疯了，对不起..我正在使用 GCC 4.6.2 (MingW) 和 libseh。