大家知道，windows下可以通过VC的coredump导出dmp格式的错误堆栈，并进行离线调试。但是，MSYS2编译器却不好生成pdb文件。
近期，遇到一个诡异的错误，很难在客户那边复现。没办法，必须解决Mingw编译器的崩溃堆栈输出机制。经过AI加自身测试，很快解决，现分享如下。相比unwind和windows API，这个输出的内容是最友好的。
文章目录
- [1. 安装backtrace库](#1. 安装backtrace库)
- [2. 创建工具头文件](#2. 创建工具头文件)
- [3. 在main中开启功能](#3. 在main中开启功能)
- [4. 修改编译选项允许Release保留调试信息](#4. 修改编译选项允许Release保留调试信息)
- [5. 运行效果](#5. 运行效果)
1. 安装backtrace库
libbacktrace是msys2环境下官方提供的调试信息处理库，主要用于生成和分析程序崩溃时的调用栈信息。该库是GNU Binutils工具集的一部分，专门为MinGW和MSYS2环境进行了优化适配。
主要特性包括：
- 支持多种调试信息格式（DWARF、PDB等）
- 提供符号化堆栈回溯功能
- 支持跨平台调试信息解析
- 与GDB调试器深度集成
在MSYS2中的典型安装方式：
bash
pacman -S mingw-w64-x86_64-libbacktrace我们全部安装
bash
pacman -S ucrt64/mingw-w64-ucrt-x86_64-libbacktrace mingw64/mingw-w64-x86_64-libbacktrace clang64/mingw-w64-clang-x86_64-libbacktrace这个库常见应用场景：
- 程序崩溃时自动生成调用栈
- 配合异常处理机制记录错误上下文
- 开发调试工具时解析二进制文件符号
- 性能分析工具中的调用路径追踪
该库特别适合在Windows平台下配合MinGW工具链使用，可以完美处理PE格式可执行文件的调试信息。相比Windows原生调试工具，libbacktrace提供了更符合Unix/Linux开发者习惯的API接口。
2. 创建工具头文件
这个头文件在 main.cpp里引用1次即可, 文件名：crash_dump_mingw.h
cpp
#ifndef CRASH_DUMP_MINGW_H
#define CRASH_DUMP_MINGW_H
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <signal.h>
#include <time.h>
#include <string.h>
#include <backtrace.h> // libbacktrace 核心头文件
#include <windows.h> // Windows 平台辅助（获取程序路径）
namespace CRASHDMP_MINGW {
// ------------------------------
// 全局变量声明（静态化，避免多文件包含冲突）
// ------------------------------
// libbacktrace 状态句柄（初始化后复用）
static struct backtrace_state * g_backtrace_state = NULL;
// 崩溃日志文件指针（仅在崩溃时使用）
static FILE* g_crash_log = NULL;
static const char* g_log_prefix = ".";
// ------------------------------
// 前置声明（避免编译警告）
// ------------------------------
static void backtrace_error_cb(void* data, const char* msg, int errnum);
static int backtrace_frame_cb(void* data, uintptr_t pc, const char* filename, int line, const char* function);
void crash_handler(int sig);
void init_crash_handler_once(void);
void init_crash_handler(const char* log_prefix); // 扩展：自定义日志路径
// ------------------------------
// 扩展接口：自定义崩溃日志保存路径（可选调用）
// 示例：init_crash_handler_with_path("D:/crash_logs");
// ------------------------------
void init_crash_handler(const char* log_prefix) {
if (log_prefix)
g_log_prefix = log_prefix;
init_crash_handler_once(); // 调用核心初始化
}
// ------------------------------
// 1. libbacktrace 错误回调函数（符号解析失败时触发）
// ------------------------------
static void backtrace_error_cb(void* data, const char* msg, int errnum) {
(void)data; // 忽略未使用参数，避免编译警告
// 输出错误信息到日志（日志打开失败则输出到 stderr）
const char* err_msg = (errnum != 0) ? strerror(errnum) : "NORMAL";
fprintf_s(g_crash_log ?: stderr, "BACKTRACE ERROR：%s（CODE：%d，DETAIL：%s）\n", msg, errnum, err_msg);
}
// ------------------------------
// 2. libbacktrace 栈帧回调函数（每个栈帧触发一次）
// ------------------------------
static int backtrace_frame_cb(void* data, uintptr_t pc, const char* filename, int line, const char* function) {
(void)data; // 忽略未使用参数
static int stack_depth = 0; // 栈深度计数（仅初始化一次）
// 格式化输出栈帧信息（兼容 C/C++，避免格式警告）
fprintf_s(g_crash_log, "[%d] PC: 0x%lx | FUNC: %s | POS: %s:%d\n",
stack_depth++,
(unsigned long)pc,
function ? function : "unknown", // 空指针安全访问
filename ? filename : "unknown",
line > 0 ? line : 0);
return 0; // 返回 0 继续回溯下一个栈帧
}
// ------------------------------
// 3. 崩溃信号处理函数（捕获常见崩溃信号）
// ------------------------------
void crash_handler(int sig) {
// 信号名称映射表（扩展更多常见信号，兼容 MinGW64 环境）
const char* sig_name = NULL;
switch (sig) {
case SIGSEGV: sig_name = "SIGSEGV (段错误/访问非法地址)"; break;
case SIGABRT: sig_name = "SIGABRT (断言失败/主动终止)"; break;
case SIGILL: sig_name = "SIGILL (非法指令)"; break;
case SIGFPE: sig_name = "SIGFPE (浮点错误/除零)"; break;
//case SIGBUS: sig_name = "SIGBUS (总线错误/地址对齐错误)"; break;
case SIGINT: sig_name = "SIGINT (用户中断/Ctrl+C)"; break;
case SIGTERM: sig_name = "SIGTERM (进程终止信号)"; break;
//case SIGQUIT: sig_name = "SIGQUIT (退出信号/Ctrl+\\)"; break;
default: sig_name = "Unknown Signal"; break;
};
// 全局变量：日志保存路径（默认当前目录，可通过扩展接口修改）
time_t now = time(NULL);
char log_date[16384] = {0};
char log_filename[16384] = {0};
strftime(log_date, sizeof(log_date),
".crash_log_%Y%m%d_%H%M%S.txt", localtime(&now));
strcpy_s(log_filename,g_log_prefix);
strcat_s(log_filename,log_date);
// 打开日志文件（追加模式，若目录不存在则尝试创建）
g_crash_log = fopen(log_filename, "a");
// 日志文件仍打开失败，输出到 stderr
if (!g_crash_log) {
g_crash_log = stderr;
fprintf_s(g_crash_log, "Warning, Log file creation Error ( PATH=%s), stderr is activated instead.\n", log_filename);
} else {
// 打印日志文件路径到控制台（方便用户查找）
fprintf_s(stdout, "CrashLog created : %s\n", log_filename);
}
// 写入崩溃头部信息（兼容 C/C++ 字符串格式）
fprintf_s(g_crash_log, "=========================================\n");
fprintf_s(g_crash_log, "程序崩溃时间：%s", ctime(&now));
fprintf_s(g_crash_log, "崩溃信号：%d（%s）\n", sig, sig_name);
fprintf_s(g_crash_log, "堆栈回溯信息（函数名+行号，需编译时加 -g）：\n");
// 执行栈回溯（skip=1 跳过当前 crash_handler 栈帧）
/*
extern int backtrace_full (struct backtrace_state *state, int skip,
backtrace_full_callback callback,
backtrace_error_callback error_callback,
void *data);*/
if (g_backtrace_state != NULL) {
backtrace_full(g_backtrace_state, 1, backtrace_frame_cb, backtrace_error_cb, (void *)0);
} else {
fprintf_s(g_crash_log, "error：libbacktrace is not inited.\n");
}
// 收尾：关闭文件+退出程序（避免无限信号循环）
fprintf_s(g_crash_log, "=========================================\n");
if (g_crash_log != stderr) {
fclose(g_crash_log);
}
g_crash_log = NULL; // 重置全局指针
exit(EXIT_FAILURE);
}
LONG WINAPI crash_exception_handler(PEXCEPTION_POINTERS /*exception_info*/)
{
crash_handler(0);
return EXCEPTION_EXECUTE_HANDLER;
}
// ------------------------------
// 4. 核心初始化接口（必须在程序启动时调用）
// 功能：初始化 libbacktrace + 注册崩溃信号处理器
// ------------------------------
void init_crash_handler_once(void) {
// 初始化 libbacktrace（线程安全模式，自动获取程序路径）
g_backtrace_state = backtrace_create_state(NULL, 1, backtrace_error_cb, NULL);
if (!g_backtrace_state) {
fprintf_s(stderr, "Warning：libbacktrace Initial Failed.\n");
fprintf_s(stderr, "Possible reason：1. no libbacktrace found. 2. gcc -g not selected. 3. gcc -Wl,-s is enabled in linking time. \n");
return;
}
// 注册常见崩溃信号的处理器（MinGW64 兼容）
signal(SIGSEGV, crash_handler); // 段错误
signal(SIGABRT, crash_handler); // 断言失败
signal(SIGILL, crash_handler); // 非法指令
signal(SIGFPE, crash_handler); // 浮点错误
//signal(SIGBUS, crash_handler); // 总线错误
signal(SIGINT, crash_handler); // 中断信号（可选，根据需求启用）
signal(SIGTERM, crash_handler); // 终止信号（可选）
// Windows 平台额外注册 SEH 异常处理（捕获更多 Windows 特有异常）
SetUnhandledExceptionFilter(crash_exception_handler);
fprintf_s(stdout, "CRASGDUMP is online: please enable -g in compile time, and disable -Wl,-s in linking.\n");
}
}
#endif // CRASH_DUMP_MINGW_H3. 在main中开启功能
直接弄一个测试用的main.cpp
cpp
#include <stdio.h>
#include "crash_dump_mingw.h"
void func_c(int value) {
int* null_ptr = NULL;
null_ptr[value] = value; // 崩溃点
}
void func_b(int value) {
func_c(value * 2); // 调用 func_c
}
void func_a(int value) {
func_b(value + 3); // 调用 func_b
}
int main(int /*argc*/, char * argv[]) {
// 初始化崩溃处理器（必须在程序启动初期调用）
CRASHDMP_MINGW::init_crash_handler(argv[0]);
puts("Program started...\n");
puts("Target= crash_log_xxx.txt\n");
// 触发崩溃（函数调用链：main -> func_a -> func_b -> func_c）
func_a(10);
return 0;
}4. 修改编译选项允许Release保留调试信息
编译开关保留
-g -gpubnames -gstrict-dwarf -fno-inline-small-functions -fno-omit-frame-pointer
这些编译选项主要用于增强调试信息的生成和优化控制，具体作用如下：
-
-g
基础调试选项，生成标准的调试信息（DWARF格式），包含变量名、函数名等基本信息。
-
-gpubnames
在调试信息中额外生成公共名称表（Pubnames Section），加速调试器对符号的查找。例如在GDB中通过
info functions命令时能更快检索函数列表。 -
-gstrict-dwarf
强制生成严格符合DWARF标准的调试信息，禁用编译器特有的扩展格式。适用于需要跨工具链兼容的场景，如使用第三方DWARF分析工具时。
-
-fno-inline-small-functions
禁止编译器对小函数进行内联优化。调试时特别有用：
- 保留完整的函数调用栈
- 确保断点能正确设置在小型函数内
- 典型场景：调试模板函数或频繁调用的工具函数
-
-fno-omit-frame-pointer
强制保留帧指针寄存器（如x86的EBP/RBP）：
- 始终生成标准的栈帧结构
- 保证backtrace能完整显示调用链
- 性能影响：约3-5%的额外开销，但对内存读写密集型代码影响更小
典型应用场景：
- 内核模块调试（需完整栈帧）
- 性能分析工具（如perf）采样
- 复杂崩溃现场的栈回溯
- 与ASan/LSan等内存检测工具配合使用
注意：在GCC 8+版本中，部分选项（如-gpubnames）已被整合到-g的增强模式（-ggnu-pubnames）。
链接开关去掉选项 -Wl，-s
在编译链接时，-Wl,-s 是一个传递给链接器的选项，用于告诉链接器在生成可执行文件时去掉符号表（symbol table）和重定位信息（relocation information）。这会减小最终生成的可执行文件的大小，但也会导致调试更加困难。
必须去掉 -Wl,-s 选项
QMAKE设置
qmake
LIBS += -lbacktrace
QMAKE_CFLAGS_RELEASE += -g -gpubnames -gstrict-dwarf -fno-inline-small-functions -fno-omit-frame-pointer
QMAKE_CXXFLAGS_RELEASE += -g -gpubnames -gstrict-dwarf -fno-inline-small-functions -fno-omit-frame-pointer
QMAKE_LFLAGS_RELEASE -= -Wl,-s5. 运行效果
运行：
txt
21:46:11: Starting D:\User\Documents\testUnwind\build\Desktop_Qt_6_10_1_shared_MinGW_w64_UCRT64_MSYS2-Release\release\testUnwind.exe...
CRASGDUMP is online: please enable -g in compile time, and disable -Wl,-s in linking.
Program started...
Target= crash_log_xxx.txt
CrashLog created : D:\User\Documents\testUnwind\build\Desktop_Qt_6_10_1_shared_MinGW_w64_UCRT64_MSYS2-Release\release\testUnwind.exe.crash_log_20251201_214611.txt输出文件：
txt
=========================================
程序崩溃时间：Mon Dec 1 21:46:11 2025
崩溃信号：11（SIGSEGV (段错误/访问非法地址)）
堆栈回溯信息（函数名+行号，需编译时加 -g）：
[0] PC: 0x518322f1 | FUNC: _gnu_exception_handler | POS: D:/W/B/src/mingw-w64/mingw-w64-crt/crt/crt_handler.c:209
[1] PC: 0x5beb156e | FUNC: unknown | POS: unknown:0
[2] PC: 0x5e4863fe | FUNC: unknown | POS: unknown:0
[3] PC: 0x5e332326 | FUNC: unknown | POS: unknown:0
[4] PC: 0x5e485d3d | FUNC: unknown | POS: unknown:0
[5] PC: 0x51831904 | FUNC: _Z6func_ci | POS: ../../main.cpp:6
[6] PC: 0x51831904 | FUNC: _Z6func_bi | POS: ../../main.cpp:10
[7] PC: 0x51832dcc | FUNC: _Z6func_ai | POS: ../../main.cpp:14
[8] PC: 0x51832dcc | FUNC: main | POS: ../../main.cpp:25
[9] PC: 0x518310c8 | FUNC: __tmainCRTStartup | POS: D:/W/B/src/mingw-w64/mingw-w64-crt/crt/crtexe.c:236
[10] PC: 0x51831415 | FUNC: mainCRTStartup | POS: D:/W/B/src/mingw-w64/mingw-w64-crt/crt/crtexe.c:122
[11] PC: 0x5ca9e8d6 | FUNC: unknown | POS: unknown:0
[12] PC: 0x5e3ac53b | FUNC: unknown | POS: unknown:0
[13] PC: 0xffffffff | FUNC: unknown | POS: unknown:0
=========================================可以看到，正确获得了三次调用:
txt
[5] PC: 0x51831904 | FUNC: _Z6func_ci | POS: ../../main.cpp:6
[6] PC: 0x51831904 | FUNC: _Z6func_bi | POS: ../../main.cpp:10
[7] PC: 0x51832dcc | FUNC: _Z6func_ai | POS: ../../main.cpp:14
[8] PC: 0x51832dcc | FUNC: main | POS: ../../main.cpp:25