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顯示函數的調用關(guān)系是調試器的必備功能，如果我們在程序的運行中出現了崩潰的情況，通過(guò)函數的調用關(guān)系可以快速定位問(wèn)題的根源，懂得函數調用關(guān)系的實(shí)現原理也可以擴充自己的知識面，在沒(méi)有調試器的情況下，我們也可以自己來(lái)實(shí)現顯示函數的調用關(guān)系。在我們自己動(dòng)手寫(xiě)backtrace函數之前，先來(lái)看看glibc提供的backtrace函數的使用。代碼如下： #include #include #include #define MAX_LEVEL 4 static void call2() { int i = 0; void* buffer[MAX_LEVEL] = {0}; int size=backtrace(buffer, MAX_LEVEL); for(i = 0; i t.sh;. t.sh;rm -f t.sh 輸出結果為： /home/shiyan/sss.c:12 /home/shiyan/sss.c:27 /home/shiyan/sss.c:34 /home/shiyan/sss.c:40 接下來(lái)看看在棧中數據的結構。 函數參數的壓棧是從右向左的，即先壓最后一個(gè)參數，在壓倒數第二個(gè)，以此類(lèi)推，最后才壓入第一個(gè)參數。為了加深大家的印象，下面我給出一個(gè)測試代碼： #include void turn(int x, int y, int z) { printf("x = %d at [%X]\n", x, &x); printf("y = %d at [%X]\n", y, &y); printf("z = %d at [%X]\n", z, &z); } int main(int argc, char *argv[]) { turn(1, 2, 3); return 0; } 運行結果為： 比較打印出來(lái)的地址可以看出參數z的地址是最大的，x的地址最小。 參數的壓棧工作完成之后，接下來(lái)就依次是EIP、EBP、臨時(shí)變量的壓棧操作了。最后壓入的是被調用函數本身，并為它分配臨時(shí)的變量空間，而對于不同版本的gcc的處理方式各有不同，老版本的gcc第一個(gè)臨時(shí)變量放在最高的地址，第二個(gè)其次，依次順序分布，新版本的gcc則與之相反。 實(shí)現backtrace()函數的調用關(guān)系，其步驟如下： 1.獲取當前函數的EBP; 2.通過(guò)EBP獲得調用者得EIP; 3.通過(guò)EBP獲得上一級的EBP; 4.重復這個(gè)過(guò)程，知道結束。 自己實(shí)現的backtrace()函數，代碼如下： #include #define MAX_LEVEL 4 #define OFFSET 4 int backtrace(void** buffer, int size) { int n = 0x23f; int* p = &n; int i = 0; int ebp = p[1 + OFFSET]; int eip = p[2 + OFFSET]; for(i = 0; i t.sh;. t.sh;rm -f t.sh root@ubuntu:/home/shiyan# ./tt |awk '{print "addr2line "$3" -e tt"}'>t.sh;. t.sh;rm -f t.sh /home/shiyan/bac.c:32 /home/shiyan/bac.c:47 /home/shiyan/bac.c:54 /home/shiyan/bac.c:60 在此重點(diǎn)介紹下backtrace()函數的實(shí)現原理。 通過(guò) int* p = &n;來(lái)獲取第一個(gè)臨時(shí)變量的位置，因為我使用的是新版本的gcc，有5個(gè)臨時(shí)變量，所以EIP的值存放在p[6]中，EBP的的值存放在p[5]，通過(guò) buffer[i ] = (void*)eip;可以把eip的強制轉換為可以指向任意類(lèi)型的指針， 接下來(lái)通過(guò) p = (int*)ebp;來(lái)獲得上一個(gè)函數的ebp，獲得ebp之后由ebp和eip的位置關(guān)系可以得到eip，由于ebp指向的單元存儲的是上一個(gè)函數的ebp，所以用一個(gè)簡(jiǎn)單的for循環(huán)就能實(shí)現了。 另外在頭文件"execinfo.h"中除了聲明backtrace()函數外，還有如下兩個(gè)函數也用于獲取當前線(xiàn)程的函數調用堆棧。 char ** backtrace_symbols (void *const *buffer, int size) backtrace_symbols將從backtrace函數獲取的信息轉化為一個(gè)字符串數組. 參數buffer應該是從backtrace函數獲取的數組指針,size是該數組中的元素個(gè)數(backtrace的返回值) 函數返回值是一個(gè)指向字符串數組的指針,它的大小同buffer相同.每個(gè)字符串包含了一個(gè)相對于buffer中對應元素的可打印信息.它包括函數名，函數的偏移地址,和實(shí)際的返回地址 現在,只有使用ELF二進(jìn)制格式的程序和苦衷才能獲取函數名稱(chēng)和偏移地址.在其他系統,只有16進(jìn)制的返回地址能被獲取.另外,你可能需要傳遞相應的標志給鏈接器,以能支持函數名功能(比如,在使用GNU ld的系統中,你需要傳遞(-rdynamic))，該函數的返回值是通過(guò)malloc函數申請的空間,因此調用這必須使用free函數來(lái)釋放指針。 注意:如果不能為字符串獲取足夠的空間函數的返回值將會(huì )為NULL。 Function:void backtrace_symbols_fd (void *const *buffer, int size, int fd) backtrace_symbols_fd與backtrace_symbols 函數具有相同的功能,不同的是它不會(huì )給調用者返回字符串數組,而是將結果寫(xiě)入文件描述符為fd的文件中,每個(gè)函數對應一行.它不需要調用malloc函數,因此適用于有可能調用該函數會(huì )失敗的情況。 還是那句話(huà)，以上內容難免有誤，如有錯誤，請糾正。 |
