如何在C中顯示堆棧的內容？

Question

我已經參加了一些在線課程，介紹了堆棧的使用，他們很好，但理論上很好。因此，我一直試圖通過顯示一些簡單的C程序來理解它。我發現了幾種做法並嘗試使用gdb（backtrace ...）。

但是，我只能在發生錯誤時顯示堆棧信息。我想知道是否有辦法顯示堆棧，即使程序正確運行？

Answer 1

從理論上講，你不能確保有任何堆棧。

例如，一個編譯器可能會每次調用函數inline。或者它可以完成整個程序static analysis，並發現不需要堆棧。或者編譯器optimize有些調用爲tail calls。

更現實地說，一些函數內部的局部變量都可以進入寄存器（優化時）。

在實踐中，你可以在調試器中運行您的程序（如gdb）和停止（在gdb會議如與按CtrlÇ）的程序，然後運行的gdb的backtrace（或bt）命令和調試過程的examine the stack。

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^{（下面的信息是先進的;如果你是一個新手，不要混淆;且必須非常小心關於什麼是可行的，在編譯的時候，從你的程序中，或從你的調試器）}

如果您要訪問的call stack編程在Linux上（與GNU libc的）一個程序中您可以使用backtrace functions（它們不是標準，並且可能無法正常工作，特別是具有較強的優化）。甚至Ian Taylor libbacktrace（然後更好地編譯所有代碼-g，因爲libbacktrace使用DWARF格式的調試信息）。

在評論，你又說：

我要尋找出在堆棧中的詳細信息的方式，例如參數，變量，SP等的價值。

這通常是不可能的（在運行時，從程序內部）。變量和參數只有編譯器已知（並且在運行時被遺忘）。在機器代碼中，您只有內存位置和寄存器（並且或許是堆棧幀，可能會因爲-fomit-stack-pointer compile option而丟失....）。另外，你經常會用一些optimizations來編譯你的C代碼，然後很可能有些變量不在棧中（但只在寄存器中）。

注意C沒有introspection，或reflection，沒有明確continuations，而不是homoiconic語言。

Answer 2

我想知道是否有辦法顯示堆棧，即使程序正確運行？

是的：你可以在你程序執行的任意點檢查堆棧：只要在感興趣的指令上設置一個斷點，或者單步執行整個程序。

例如：

(gdb) break main 
(gdb) run 

... program stops after main prolog 
(gdb) where # examine stack 
(gdb) stepi # execute one instruction 
(gdb) where 
(gdb) stepi 
... repeat until you reach syscall SYS_exit, or until you are too bored to continue