GDB堆栈跟踪与汇编调试

GDB堆栈跟踪与汇编调试

堆栈跟踪

• 源代码：
  

• 对预先编写的 stack.c 文件进行编译，并且使用 CGDB 进行调试，对堆栈进行跟踪，了解该代码堆栈是如何变化的。
  

• 在 CGDB 中，先设置 main 断点，接着运行（run），使用 frame info frame 分别查看当前栈帧的简要信息，以及该栈帧的详细信息。其中：

  • frame 打印出的信息：栈的层编号，当前的函数名，函数参数值，函数所在文件及行号，函数执行到的语句。
  • info frame 打印出的信息：函数地址，调用函数的地址，被调用函数的地址，目前的函数是由什么样的程序语言写成的、函数参数地址及值、局部变量的地址等等。
    

• 输入命令 disassemble ,显示出该代码（main()）的汇编形式
  

• info registers ，显示当前（main()处）寄存器值
  

• 使用 s 单步运行程序：

  • 运行到 f1 函数内，观察此时堆栈情况
    

  • 运行到 g1 函数内，观察此时堆栈情况
    

  • 使用 up down ，跳转不同堆栈，查询其中的堆栈简要信息
    

• 该代码中，共存在过3个堆栈，对每个堆栈查询其详细信息，观察堆栈变化：

  • 由 main() 函数形成的堆栈（#2）：
    

  • 由 f1 函数形成的堆栈（#1）：
    

  • 由 g1 函数形成的堆栈（#0）：
    

• 根据3个堆栈的详细信息，画出大致的堆栈示图（此时，程序运行在 g1 ，还没有返回）：
  

汇编调试

• GDB 指令加上i就显示汇编代码，例如：n(ext)i、s(tep)i，其中：

  • (gdb)p/x i：打印变量名为 i 的十六进制值
  • (gdb) display /3i $pc:这是一种设置，设置好了调试过程中每一步都回显一次,这里是一次显示 3 行，3 在这里是指一次显示几行，不输入，缺省为1
  • (e)xamine：功能和display差不太多，区别就是display是一种设置，每次跳命令显示一次，x是主动显示:x/<n/f/u> <addr>
    • n选择从当前地址向后显示几个
    • f是显示格式，还有s字符串和i整型
    • u表示从当前地址往后请求的字节数，如果不指定的话，GDB默认是4个bytes。u参数可以用下面的字符来代替，b表示单字节，h表示双字节，w表示四字节，g表示八字节。当我们指定了字节长度后，GDB会从指内存定的内存地址开始，读写指定字节，并把其当作一个值取出来。
    • 例：x/3uh 0x54320表示，从地址0x54320读取，h表示以双字节为单位，3表示三个单位，u表示十六进制

• main 、f1、 g13个函数所对应的汇编代码：

• 设置display ，每一步显示一行代码，查看当前 main() 断点处初始的寄存器值（主要观察%eax,%ebx,%esp,%eip）

• printf("%d\n,f1(1)+6);，转到fi函数地址处:

• int f1(int x){，建立f1函数的堆栈，保存数据，更新信息：

• return g1(x);，保存f1函数的数据，之后跳转到g1函数的地址:

• int g1(int x)，建立g1函数的堆栈，保存数据，更新信息：

• return x+5;,进行计算：

• },销毁g1函数的堆栈，并且回到从f1函数跳出来的下一条指令：

• },销毁f1函数的堆栈，并且回到从main函数跳出来的下一条指令：

• printf("%d\n,f1(1)+6);，进行运算，并且转到执行 printf
  的代码处，使之打印出最终结果：

栈帧变化

• 其中，每条代码指令为正在执行的代码，所有后面的%esp、%ebp、%eax以及栈帧情况都是上一条指令的结果，在等待正在执行的指令完成后再更改
  

参考资料

• GDB调试汇编堆栈过程分析
• 编程工具系列之一------使用GDB的堆栈跟踪功能
• 一步一步学调试——gdb命令小结