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【软件开发底层知识修炼】十七快速学习GDB调试四使用GDB进行函数调用栈的查看

發(fā)布時(shí)間：2023/12/10 编程问答 38 豆豆

生活随笔收集整理的這篇文章主要介紹了【软件开发底层知识修炼】十七快速学习GDB调试四使用GDB进行函数调用栈的查看小編覺得挺不錯(cuò)的,現(xiàn)在分享給大家,幫大家做個(gè)參考.

上一篇文章學(xué)習(xí)了如何使用GDB數(shù)據(jù)斷點(diǎn)進(jìn)行內(nèi)存監(jiān)測(cè)：【軟件開發(fā)底層知識(shí)修煉】十五快速學(xué)習(xí)GDB調(diào)試三使用GDB的數(shù)據(jù)斷點(diǎn)監(jiān)測(cè)變量是否改變
本篇文章繼續(xù)上一篇文章的學(xué)習(xí)：如何使用GDB進(jìn)行函數(shù)調(diào)用棧的查看

文章目錄

1 backtrace和frame
2 使用GDB進(jìn)行函數(shù)調(diào)用棧的查看的實(shí)際代碼案例
3 總結(jié)

1 backtrace和frame

一般來說，查看函數(shù)調(diào)用棧，主要是為了研究函數(shù)的調(diào)用過程。

一般使用下面的命令進(jìn)行查看：

backtrace
- 查看函數(shù)的調(diào)用順序（函數(shù)調(diào)用棧的信息）
frame N
- 切換到棧編號(hào)為N的上下文中（具體棧編號(hào)是什么在下面的實(shí)際案例中會(huì)有）
info frame
- 查看當(dāng)前函數(shù)調(diào)用棧幀的信息

至于什么是棧幀信息，大概就是下圖的樣子，這里不再多介紹，后面還會(huì)有文章學(xué)習(xí)函數(shù)棧幀的概念，或者推薦大家去閱讀程序員的自我修養(yǎng)。

上面有一個(gè)info frame命令，我們?cè)谇皫灼恼乱呀?jīng)學(xué)習(xí)過info的幾個(gè)命令。下面再介紹幾個(gè)下圖中的info命令：

2 使用GDB進(jìn)行函數(shù)調(diào)用棧的查看的實(shí)際代碼案例

我們還是給出以下代碼，作為這次調(diào)試的代碼：

frame.c

#include <stdio.h>int sum(int n) {int ret = 0;if( n > 0 ){ret = n + sum(n-1);}return ret; }int main() {int s = 0;s = sum(10);printf("sum = %d\n", s);return 0; }

上述代碼很簡(jiǎn)單，sum函數(shù)是一個(gè)遞歸的求解過程，最終求得1+2+3+…+n

開始進(jìn)行調(diào)試：

首先將程序編譯，并打開gdb調(diào)試，這在前幾篇文章已經(jīng)做過很多次，大概如下圖所示的步驟：
然后我們?cè)賡um函數(shù)處打一個(gè)斷點(diǎn)，并給出條件，當(dāng)n==0的時(shí)候斷點(diǎn)成立
break sum if n==0
查看斷點(diǎn)是否打上：info breakpoints
運(yùn)行程序：continue
運(yùn)行上述幾個(gè)步驟后，程序運(yùn)行到sum函數(shù)，并在sum函數(shù)遞歸調(diào)用到n==0的時(shí)候停止：
此時(shí)，函數(shù)調(diào)用被中斷，我們現(xiàn)在來使用backtrace命令來查看之前sum函數(shù)的調(diào)用棧的順序（左側(cè)的#0 ，#1…就是棧的編號(hào)）：
此時(shí)程序運(yùn)行到n==0，本應(yīng)該繼續(xù)運(yùn)行sum函數(shù)，但是卻被我們的斷點(diǎn)中斷了。所以此時(shí)停在最后一層的sum函數(shù)遞歸調(diào)用上。且是停在sum函數(shù)中的第6行：
我們連續(xù)輸入兩次next，并且查看當(dāng)前程序的棧信息：
程序運(yùn)行到13行停下來了，這一行是本該return的。此時(shí)的函數(shù)棧中 n==0，ret==0,這個(gè)ret就差返回給上一層函數(shù)調(diào)用了。
現(xiàn)在我們來使用info registers查看當(dāng)前的函數(shù)調(diào)用過程的各個(gè)寄存器的值，并使用info frame查看當(dāng)前函數(shù)調(diào)用過程的函數(shù)棧幀的詳細(xì)信息：
如上圖，寄存器比較多，這里我們只關(guān)心一個(gè)寄存器，ebp，ebp寄存器保存的是調(diào)用這個(gè)函數(shù)的函數(shù)（也就是上一個(gè)函數(shù)，在這里是#1號(hào)棧對(duì)應(yīng)的函數(shù)）棧幀基地址（old_ebp）。可以看到，此時(shí)的函數(shù)棧幀中的ebp地址為0xbffff088。注意你自己運(yùn)行的話地址可能與我的不一樣。這個(gè)地址中保存的是上一個(gè)函數(shù)，其實(shí)就是1號(hào)棧的基地址。我們使用以下命令來查看該地址處的內(nèi)容：
x /1bx 0xbffff088 //顯示結(jié)果為：
如上圖，紅框內(nèi)的內(nèi)容，就是#1號(hào)棧的基地址。當(dāng)然我們可以驗(yàn)證：連續(xù)輸入兩個(gè)next命令，程序就會(huì)把返回值返回給#1號(hào)棧的函數(shù)調(diào)用。那么此時(shí)再輸入info args，n就等于1，因?yàn)榇藭r(shí)位于#1號(hào)棧中。然后在輸入info registers命令查看#1號(hào)棧的寄存器值信息，如下：
如上圖，#1號(hào)棧中的ebp值為0xbffff0b8，與我們上面在#0號(hào)棧中查詢的值是一樣的。這與函數(shù)棧幀的理論也是完全相符的。