main() 递归调用 main() - gdb 回溯不显示多个 main() 帧 - 为什么？答案

【问题标题】：main() calls main() recursively - gdb backtrace does not show multiple main() frames - Why?main() 递归调用 main() - gdb 回溯不显示多个 main() 帧 - 为什么？
【发布时间】：2012-12-19 20:08:34
【问题描述】：

我在main() 内调用main()，递归调用10 次。现在在使用gdb (bt/backtrace) 进行调试时，我看不到main() 的多个帧。为什么？

#include<stdio.h>

int main(){

     static int i;
     int num=100;

     if(i>10)
       return 0;
     else {
       i++;
       num++;
       main();
       printf("\n%d",num); 
     }
 }

【问题讨论】：

标签： c gdb

【解决方案1】：

这是记录在案的 gdb 和 is (supposed to be) configurable 的行为。

当我使用gcc 4.7.2 (-O3) 编译您的代码时，我得到以下程序集：

_main:
LFB1:
        movl    _i.2134(%rip), %eax
        cmpl    $10, %eax
        jle     L6
        xorl    %eax, %eax
        ret
L6:
        addl    $1, %eax
        pushq   %rdx
LCFI0:
        movl    %eax, _i.2134(%rip)
        xorl    %eax, %eax
        call    _main                    ; <=== recursive call
        popq    %rcx
LCFI1:
        movl    $101, %esi
        xorl    %eax, %eax
        leaq    LC0(%rip), %rdi
        jmp     _printf
LFE1:

这反驳了递归调用被优化掉的假设。

现在，如果我将二进制文件加载到gdb 并在main() 上设置断点，它会被反复命中。当我检查寄存器时，%rsp 每次调用都会递减，因此显然每个main() 都有相关的堆栈帧。

尽管如此，bt 只显示一个帧：

(gdb) bt
#0  0x0000000100000f50 in main ()

（在这种情况下，我知道有三个 main() 帧，而不仅仅是一个。）

因此我得出结论，这与gdb 本身有关。

经过进一步调查，发现这种行为是documented：

大多数程序都有一个标准的用户入口点——系统库和启动代码转换为用户代码的地方。对于 C，这是main。当gdb 在回溯中找到入口函数时，它将终止回溯，以避免追踪到高度系统特定（通常是无趣）的代码。

当我在gdb 中设置以下内容时：

set backtrace past-main on
set backtrace past-entry on

它开始显示两个main() 帧。由于某种原因，它仍然没有深入。

【讨论】：

【解决方案2】：

您的问题与您为此使用main这一事实无关。

一个简单的递归程序，正如您最终愿意在评论中向我们展示的那样，编译器可以很容易地通过不进行递归来优化。在您的情况下，它比通常更简单，因为您有一个预定义的递归深度10。这可以很容易地被编译器展开为静态代码。

【讨论】：

我尝试在编译过程中禁用优化，但在调试过程中再次仅显示一帧。
hum .. gdb disass 确实显示了 callq 0x40050c <main> 指令。难道是gdb故意隐藏main()上面的函数调用？
查看汇编程序，对于 gcc，例如这是选项 -S 而不是 -c。首先使用另一个函数名进行递归，看看它是否来自那里。
默认情况下 gdb 在 main 之前隐藏 fun 调用，但如果我们愿意，我们也可以让 gdb 显示这些 fun 调用。但是在这种情况下，我希望看到调用 main() 的多个 main() 框架并不有趣。
gdb 的堆栈展开代码可能会在找到main() 中的第一帧后停止。尝试将您的代码移动到另一个函数中，禁用优化并查看是否可以修复它。

【解决方案3】：

Here is the Answer for my own Question.
(gdb) set backtrace past-main on
(gdb) b main
Breakpoint 1 at 0x4004b0: file recursion.c, line 5.
(gdb) run
Starting program: /nobackup/arjprasa/C/gdb/a.out

Breakpoint 1, main () at recursion.c:5
5               int num=100;
(gdb) c
Continuing.

Breakpoint 1, main () at recursion.c:5
5               int num=100;
(gdb) bt
#0  main () at recursion.c:5
#1  0x00000000004004df in main () at recursion.c:12
#2  0x00000034d091c4cb in __libc_start_main () from /lib64/tls/libc.so.6
#3  0x000000000040041a in _start ()
(gdb) c
Continuing.

Breakpoint 1, main () at recursion.c:5
5               int num=100;
(gdb) bt
#0  main () at recursion.c:5
#1  0x00000000004004df in main () at recursion.c:12
#2  0x00000000004004df in main () at recursion.c:12
#3  0x00000034d091c4cb in __libc_start_main () from /lib64/tls/libc.so.6
#4  0x000000000040041a in _start ()
(gdb) c
Continuing.

Breakpoint 1, main () at recursion.c:5
5               int num=100;
(gdb) bt
#0  main () at recursion.c:5
#1  0x00000000004004df in main () at recursion.c:12
#2  0x00000000004004df in main () at recursion.c:12
#3  0x00000000004004df in main () at recursion.c:12
#4  0x00000034d091c4cb in __libc_start_main () from /lib64/tls/libc.so.6
#5  0x000000000040041a in _start ()
(gdb)

【讨论】：