Как отслеживать функцию вызова в C?

Question

Без Изменение исходного кода, как я могу отслеживать, какие функции вызывают и с какими параметрами, когда вызывается некоторая функция (например, func100 в следующем примере). Я хотел бы, чтобы этот результат был следующим:

enter func100(p1001=xxx,p1002=xxx) 
     enter func110(p1101=xxx,p1102=xxx) 
     exit func110(p1101=xxx,p1102=xxx) 
     enter func120(p1201=xxx,p1202=xxx,p1203=xxx) 
       enter func121(p1211=xxx) 
       exit func121(p1211=xxx) 
     exit func120(p1201=xxx,p1202=xxx,p1203=xxx) 
exit func100(p1001=xxx,p1002=xxx) 

это выполнимо? или каково решение с минимальной модификацией исходного кода?

Answer 1

Если бы вы были в Linux, callgrind мог бы помочь. Он в основном собирает статистику того, что вы ищете, поэтому он может обеспечить способ доступа к своим исходным данным.

Answer 2

Вы можете посмотреть в log4cxx, проект, созданный базой apache. Я знаю, что log4j, вариант java позволил вам установить чувствительность, и вы могли отслеживать все, что было сделано в программе. Возможно, что вариант C++ один и тот же, но есть несколько альтернатив - есть ориентированный на аспект C++ компилятор, и вы можете определить аспект во всех функциях и заставить его улавливать и печатать переменные. Другой вариант - использовать отладчик.

Резюмируя: отладчик, log4cxx или АОП

Answer 3

Если вы используете gcc, вы можете использовать флаг в -finstrument-functions компиляции. Он добавляет код, который вызывает две функции: __cyg_profile_func_enter и __cyg_profile_func_exit, всякий раз, когда функция входит/выходит.

Вам нужно будет реализовать эти функции, чтобы делать то, что вы хотите. Обязательно компилируйте их либо без флага, либо с помощью attribute((no_instrument_function)), чтобы они не пытались называть себя.

Второй параметр функции будет указателем на сайт вызова (т. Е. Адрес возврата в вызывающей функции). Вы можете просто распечатать его с помощью %p, но это будет несколько сложно использовать. Вы можете использовать nm для определения реальной функции, которая содержит этот адрес.

Вы не можете получить параметры функции таким образом.

Answer 4

С библиотекой GNU C вы можете использовать модуль backtrace. Вот пример для этого:

#include <stdio.h> 
#include <execinfo.h> 
#include <stdlib.h> 


void handler(char *caller) { 
    void *array[10]; 
    size_t size; 
    printf("Stack Trace Start for %s\n",caller); 
    size = backtrace(array, 10); 
    backtrace_symbols_fd(array, size, 2); 
    printf("Stack Trace End\n"); 
} 

void car() { 
    handler("car()"); 
    printf("Continue Execution"); 
} 
void baz() {car(); } 

void bar() { baz(); } 
void foo() { bar(); } 


int main(int argc, char **argv) { 
    foo(); 
} 

компилировать с -g -rdynamic опции компилятора, чтобы загрузить символы

gcc -g -rdynamic Test1.c -o Test 

Вы увидите результат, похожий на

Stack Trace Start for car() 
./Test(handler+0x2d)[0x80486f1] 
./Test(car+0x12)[0x804872e] 
./Test(baz+0xb)[0x8048747] 
./Test(bar+0xb)[0x8048754] 
./Test(foo+0xb)[0x8048761] 
./Test(main+0xb)[0x804876e] 
/lib/i386-linux-gnu/libc.so.6(__libc_start_main+0xe7)[0x126e37] 
./Test[0x8048631] 
Stack Trace End 
Continue Execution in car 

Вы можете написать эту функцию обработчика и звонить из любой точки вашей программы в любое время. Не забудьте увеличить размер array по мере необходимости.

Answer 5

Используйте отладчик для установки контрольных точек с соответствующими действиями. Например, в gdb вы можете установить точку останова в начале и конце каждой из функций, которые вы хотите отслеживать. Вы можете дать каждому из этих точек останова команды для выполнения, например:

printf("Enter func100(p1001=%d, p1002=%d)", p1001, p1002) 

Затем, когда вы запускаете программу (в отладчике) он будет печатать текст с каждой из ваших команд вместе с соответствующими параметрами ,

Взгляните на relevant documentation for gdb.

Answer 6

Иногда мне приходится отслеживать множество вызовов функций, даже для внешних библиотек у меня нет никакого контроля, или я не хочу изменять.

Когда-то я понял, что вы можете комбинировать контрольные точки регулярного выражения gdb (обычные тоже в порядке), а затем просто выполнить набор команд, которые будут запускаться каждый раз при срабатывании этих точек останова. См: http://www.ofb.net/gnu/gdb/gdb_35.html

Например, если вы хотите, чтобы проследить все функции, которые начинаются с префикса «MPI_», вы можете сделать:

(gdb) rbreak MPI_ 
[...] 
(gdb) command 1-XX 
(gdb) silent 
(gdb) bt 1 
(gdb) echo \n\n 
(gdb) continue 
(gdb) end 

Тихая команда используется для скрытия GdB сообщения, когда контрольная точка находится , Обычно я печатаю пару пустых строк, чтобы их было легче читать.

Затем вы просто запустить программу: (GDB) запустить

После того, как ваша программа начнет работать, GDB выведет N верхних уровней трассировки.

#0 0x000000000040dc60 in MPI_Initialized@plt() 


#0 PMPI_Initialized (flag=0x7fffffffba78) at ../../src/mpi/init/initialized.c:46 


#0 0x000000000040d9b0 in MPI_Init_thread@plt() 


#0 PMPI_Init_thread (argc=0x7fffffffbe78, argv=0x7fffffffbde0, required=3, provided=0x7fffffffba74) at ../../src/mpi/init/initthread.c:946 


#0 0x000000000040e390 in MPI_Comm_rank@plt() 


#0 PMPI_Comm_rank (comm=1140850688, rank=0x7fffffffba7c) at ../../src/mpi/comm/comm_rank.c:53 


#0 0x000000000040e050 in MPI_Type_create_struct@plt() 


#0 PMPI_Type_create_struct (count=3, array_of_blocklengths=0x7fffffffba90, array_of_displacements=0x7fffffffbab0, array_of_types=0x7fffffffba80, newtype=0x69de20) at ../../src/mpi/datatype/type_create_struct.c:116 


#0 0x000000000040e2a0 in MPI_Type_commit@plt() 


#0 PMPI_Type_commit (datatype=0x69de20) at ../../src/mpi/datatype/type_commit.c:75 

Если вы хотите более подробную информацию, печать локальных переменных заданной точки останова также можно просто вставить несколько команд между command и end.

Бонусный наконечник: добавьте все это в свой файл .gdbinit и завершите его выполнение в файл.