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编程问答

【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

發布時間：2023/12/10 编程问答 41 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的,現在分享給大家,幫大家做個參考.

上一篇文章學習了如何使用GDB數據斷點進行內存監測：【軟件開發底層知識修煉】十五快速學習GDB調試三使用GDB的數據斷點監測變量是否改變
本篇文章繼續上一篇文章的學習：如何使用GDB進行函數調用棧的查看

文章目錄

1 backtrace和frame
2 使用GDB進行函數調用棧的查看的實際代碼案例
3 總結

1 backtrace和frame

一般來說，查看函數調用棧，主要是為了研究函數的調用過程。

一般使用下面的命令進行查看：

backtrace
- 查看函數的調用順序（函數調用棧的信息）
frame N
- 切換到棧編號為N的上下文中（具體棧編號是什么在下面的實際案例中會有）
info frame
- 查看當前函數調用棧幀的信息

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，后面還會有文章學習函數棧幀的概念，或者推薦大家去閱讀程序員的自我修養。

上面有一個info frame命令，我們在前幾篇文章已經學習過info的幾個命令。下面再介紹幾個下圖中的info命令：

2 使用GDB進行函數調用棧的查看的實際代碼案例

我們還是給出以下代碼，作為這次調試的代碼：

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; }

上述代碼很簡單，sum函數是一個遞歸的求解過程，最終求得1+2+3+…+n

開始進行調試：

首先將程序編譯，并打開gdb調試，這在前幾篇文章已經做過很多次，大概如下圖所示的步驟：
然后我們再sum函數處打一個斷點，并給出條件，當n==0的時候斷點成立
break sum if n==0
查看斷點是否打上：info breakpoints
運行程序：continue
運行上述幾個步驟后，程序運行到sum函數，并在sum函數遞歸調用到n==0的時候停止：
此時，函數調用被中斷，我們現在來使用backtrace命令來查看之前sum函數的調用棧的順序（左側的#0 ，#1…就是棧的編號）：
此時程序運行到n==0，本應該繼續運行sum函數，但是卻被我們的斷點中斷了。所以此時停在最后一層的sum函數遞歸調用上。且是停在sum函數中的第6行：
我們連續輸入兩次next，并且查看當前程序的棧信息：
程序運行到13行停下來了，這一行是本該return的。此時的函數棧中 n==0，ret==0,這個ret就差返回給上一層函數調用了。
現在我們來使用info registers查看當前的函數調用過程的各個寄存器的值，并使用info frame查看當前函數調用過程的函數棧幀的詳細信息：
如上圖，寄存器比較多，這里我們只關心一個寄存器，ebp，ebp寄存器保存的是調用這個函數的函數（也就是上一個函數，在這里是#1號棧對應的函數）棧幀基地址（old_ebp）。可以看到，此時的函數棧幀中的ebp地址為0xbffff088。注意你自己運行的話地址可能與我的不一樣。這個地址中保存的是上一個函數，其實就是1號棧的基地址。我們使用以下命令來查看該地址處的內容：
x /1bx 0xbffff088 //顯示結果為：
如上圖，紅框內的內容，就是#1號棧的基地址。當然我們可以驗證：連續輸入兩個next命令，程序就會把返回值返回給#1號棧的函數調用。那么此時再輸入info args，n就等于1，因為此時位于#1號棧中。然后在輸入info registers命令查看#1號棧的寄存器值信息，如下：
如上圖，#1號棧中的ebp值為0xbffff0b8，與我們上面在#0號棧中查詢的值是一樣的。這與函數棧幀的理論也是完全相符的。