ucore操作系统 lab1 练习五 实验报告

练习5：实现函数调用堆栈跟踪函数

题目：

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
: – 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。

1.进行实验,看看输出是否与上述显示大致一致。

read_eip() 函数定义在kdebug.c中：

static __noinline uint32_t
read_eip(void) {
    uint32_t eip;
    asm volatile("movl 4(%%ebp), %0" : "=r" (eip));
    return eip;
}

read_ebp() 函数定义在x86.h中：

static inline uint32_t
read_ebp(void) {
    uint32_t ebp;
    asm volatile ("movl %%ebp, %0" : "=r" (ebp));  //内联汇编,读取edp寄存器的值到变量ebp
    return ebp;  //返回ebp的值
}

找到print_stackframe函数，发现函数里面的注释已经提供了十分详细的步骤，按照提示一步步进行就可以了。代码如下所示。

void print_stackframe(void) {
 uint32_t *ebp = 0;
 uint32_t esp = 0;

 ebp = (uint32_t *)read_ebp();
 esp = read_eip();

 while (ebp)
 {
     cprintf("ebp:0x%08x eip:0x%08x args:", (uint32_t)ebp, esp);
     cprintf("0x%08x 0x%08x 0x%08x 0x%08x\n", ebp[2], ebp[3], ebp[4], ebp[5]);

     print_debuginfo(esp - 1);

     esp = ebp[1];
     ebp = (uint32_t *)*ebp;
 }
  /* 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 (uint32_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]
   */
}

执行make qume结果如下，与实验指导书的结果类似。

ebp:0x00007b38 eip:0x00100bf2 args:0x00010094 0x0010e950 0x00007b68 0x001000a2
    kern/debug/kdebug.c:297: print_stackframe+48
ebp:0x00007b48 eip:0x00100f40 args:0x00000000 0x00000000 0x00000000 0x0010008d
    kern/debug/kmonitor.c:125: mon_backtrace+23
ebp:0x00007b68 eip:0x001000a2 args:0x00000000 0x00007b90 0xffff0000 0x00007b94
    kern/init/init.c:48: grade_backtrace2+32
ebp:0x00007b88 eip:0x001000d1 args:0x00000000 0xffff0000 0x00007bb4 0x001000e5
    kern/init/init.c:53: grade_backtrace1+37
ebp:0x00007ba8 eip:0x001000f8 args:0x00000000 0x00100000 0xffff0000 0x00100109
    kern/init/init.c:58: grade_backtrace0+29
ebp:0x00007bc8 eip:0x00100124 args:0x00000000 0x00000000 0x00000000 0x0010379c
    kern/init/init.c:63: grade_backtrace+37
ebp:0x00007be8 eip:0x00100066 args:0x00000000 0x00000000 0x00000000 0x00007c4f
    kern/init/init.c:28: kern_init+101
ebp:0x00007bf8 eip:0x00007d6e args:0xc031fcfa 0xc08ed88e 0x64e4d08e 0xfa7502a8
    <unknow>: -- 0x00007d6d --

2.解释最后一行各个参数的含义

最后一行是ebp:0x00007bf8 eip:0x00007d6e args:0xc031fcfa 0xc08ed88e 0x64e4d08e 0xfa7502a8，共有ebp，eip和args三类参数。

lab1 练习六 https://blog.csdn.net/qq_42815549/article/details/103001900