lab1 练习5 实现函数调用堆栈跟踪函数 (补全代码)
练习5：实现函数调用堆栈跟踪函数 （需要编程）
我们需要在lab1中完成kdebug.c中函数print_stackframe的实现，可以通过函数print_stackframe来跟踪函数调用堆栈中记录的返回地址。在如果能够正确实现此函数，可在lab1中执行 “make qemu”后，在qemu模拟器中得到类似如下的输出：
……
ebp:0x00007b28 eip:0x00100992 args:0x00010094 0x00010094 0x00007b58 0x00100096
kern/debug/kdebug.c:305: print_stackframe+22
ebp:0x00007b38 eip:0x00100c79 args:0x00000000 0x00000000 0x00000000 0x00007ba8
kern/debug/kmonitor.c:125: mon_backtrace+10
ebp:0x00007b58 eip:0x00100096 args:0x00000000 0x00007b80 0xffff0000 0x00007b84
kern/init/init.c:48: grade_backtrace2+33
ebp:0x00007b78 eip:0x001000bf args:0x00000000 0xffff0000 0x00007ba4 0x00000029
kern/init/init.c:53: grade_backtrace1+38
ebp:0x00007b98 eip:0x001000dd args:0x00000000 0x00100000 0xffff0000 0x0000001d
kern/init/init.c:58: grade_backtrace0+23
ebp:0x00007bb8 eip:0x00100102 args:0x0010353c 0x00103520 0x00001308 0x00000000
kern/init/init.c:63: grade_backtrace+34
ebp:0x00007be8 eip:0x00100059 args:0x00000000 0x00000000 0x00000000 0x00007c53
kern/init/init.c:28: kern_init+88
ebp:0x00007bf8 eip:0x00007d73 args:0xc031fcfa 0xc08ed88e 0x64e4d08e 0xfa7502a8
<unknow>: -- 0x00007d72 –
……
请完成实验，看看输出是否与上述显示大致一致，并解释最后一行各个数值的含义。
提示：可阅读小节“函数堆栈”，了解编译器如何建立函数调用关系的。在完成lab1编译后，查看lab1/obj/bootblock.asm，了解bootloader源码与机器码的语句和地址等的对应关系；查看lab1/obj/kernel.asm，了解 ucore OS源码与机器码的语句和地址等的对应关系。
要求完成函数kern/debug/kdebug.c::print_stackframe的实现，提交改进后源代码包（可以编译执行），并在实验报告中简要说明实现过程，并写出对上述问题的回答。
补充材料：
由于显示完整的栈结构需要解析内核文件中的调试符号，较为复杂和繁琐。代码中有一些辅助函数可以使用。例如可以通过调用print_debuginfo函数完成查找对应函数名并打印至屏幕的功能。具体可以参见kdebug.c代码中的注释。
实验报告：练习5
ebp esp的位置指向堆栈的站地和栈顶。此为函数堆栈，用于保存返回地址和局部变量等数据
每次进入新的函数时，就会用系统栈记录ebp的位置方便返回，每次进入新的函数都会默认执行下列两句汇编：
pushl %ebp
movl %esp , %ebp
先将caller的栈底指针ebp压栈方便返回，再将esp栈顶指针的值赋给ebp，因为esp是caller的栈顶，当进入新的函数时，esp便是新的栈底，所以把esp给ebp后，ebp此时指向的就是called函数的栈底。于是，栈底指针就这样从calling栈帧切换到了called栈帧。
+| 栈底方向 | 高位地址
| ... |
| ... |
| 参数3 |
| 参数2 |
| 参数1 |
| 返回地址 |
| 上一层[ebp] | <-------- [ebp]
| 局部变量 | 低位地址
EIP指向下一条指令
ebp为栈底指针
esp为栈顶指针
kdebug.c 要求补全代码在最下面的 print_stackframe函数里：
void
print_stackframe(void) {
/* LAB1 YOUR CODE : STEP 1 */
/* (1) call read_ebp() to get the value of ebp. the type is (uint32_t);
* (2) call read_eip() to get the value of eip. the type is (uint32_t);
* (3) from 0 .. STACKFRAME_DEPTH
* (3.1) printf value of ebp, eip
* (3.2) (uint32_t)calling arguments [0..4] = the contents in address (unit32_t)ebp +2 [0..4]
* (3.3) cprintf("\n");
* (3.4) call print_debuginfo(eip-1) to print the C calling function name and line number, etc.
* (3.5) popup a calling stackframe
* NOTICE: the calling funciton's return addr eip = ss:[ebp+4]
* the calling funciton's ebp = ss:[ebp]
*/
uint32_t ebp = read_ebp(), eip = read_eip();
int i, j;
//从栈底开始
for (i = 0; ebp != 0 && i < STACKFRAME_DEPTH; i ++) {
//以16进制输出ebp eip,占8位，不足的左侧补0填补。ebp,eip为32位寄存器
cprintf("ebp:0x%08x eip:0x%08x args:", ebp, eip);
//args为参数1的初始地址
uint32_t *args = (uint32_t *)ebp + 2;
//输出参数地址
for (j = 0; j < 4; j ++) {
cprintf("0x%08x ", args[j]);
}
cprintf("\n");
print_debuginfo(eip - 1);
eip = ((uint32_t *)ebp)[1];
ebp = ((uint32_t *)ebp)[0];
}
}
分析输出：
根据图表，可以得知：
ss:ebp指向的堆栈位置储存着caller的ebp。
ss:ebp+4指向caller调用时的eip,也就是返回地址, 调用被调用函数的那一条指令地址。
ss:ebp+8等是（可能的）参数。
输出中，堆栈最深一层为
其对应的是第一个使用堆栈的函数，bootmain.c中的bootmain。
bootloader设置的堆栈从0x7c00开始，使用"call bootmain"转入bootmain函数。
call指令压栈，所以bootmain中ebp为0x7bf8。
ebp:0x00007bf8 eip:0x00007d68 \
args:0x00000000 0x00000000 0x00000000 0x00007c4f
<unknow>: -- 0x00007d67 --
其对应的是第一个使用堆栈的函数，bootmain.c中的bootmain。
bootloader设置的堆栈从0x7c00开始，使用"call bootmain"转入bootmain函数。
call指令压栈，所以bootmain中ebp为0x7bf8。
