📚 课程目录第4章栈回溯与函数调用分析

4. 栈回溯与函数调用分析

任务目标

本案例通过一个包含三层函数调用的示例程序，演示程序崩溃时如何使用GDB的backtrace命令（简称bt）查看函数调用栈，定位崩溃发生的函数及完整调用路径。

示例程序

创建文件crash.c，内容如下。程序在level3()中通过空指针写入触发段错误：

#include <stdio.h>

void level3(int *p) {
    *p = 42;  // 空指针解引用，触发崩溃
}

void level2(int *p) {
    level3(p);
}

void level1(int *p) {
    level2(p);
}

int main() {
    int *ptr = NULL;
    level1(ptr);
    return 0;
}

编译与运行

使用-g选项保留调试符号，然后启动GDB：

gcc -g -o crash crash.c
gdb ./crash

在GDB中直接运行程序，使其崩溃：

(gdb) run

程序崩溃后，GDB会暂停并提示收到SIGSEGV信号。此时执行：

(gdb) backtrace

也可使用简写bt。预期输出如下（地址可能因环境而异）：

#0  level3 (p=0x0) at crash.c:4
#1  0x0000000000401157 in level2 (p=0x0) at crash.c:8
#2  0x0000000000401163 in level1 (p=0x0) at crash.c:12
#3  0x0000000000401173 in main () at crash.c:16

输出解读

#0：当前崩溃帧，即level3函数第4行，此处发生空指针写入。
#1～#3：从内到外依次为调用者level2、level1、main，每帧显示函数名、调用参数值及对应源码行号。
帧编号越小越靠近崩溃点，编号越大越靠近程序入口。

常用辅助命令

frame N（或f N）：切换到第N帧，查看该函数局部变量。
info locals：查看当前帧的局部变量值。
list：查看当前帧对应的源码行。

验证方法

执行bt后，若输出包含level3、level2、level1、main四个帧，且#0帧指向crash.c第4行，则说明栈回溯成功，调用路径与源码一致。可进一步执行frame 3切换到main帧，用info locals确认ptr值为0x0，验证空指针来源。

常见问题

看不到函数名：编译时未加-g，或程序被strip过。重新用-g编译即可。
输出只有??：通常因优化选项（如-O2）导致帧信息丢失，调试时建议使用-O0。