Jak wygenerować wykres wywoływania dla kodu C ++

Próbuję wygenerować wykres wywoływania, za pomocą którego znajdę wszystkie możliwe ścieżki wykonania, które trafiają w określoną funkcję (aby nie musieć ręcznie wymyślać wszystkich ścieżek, ponieważ istnieje wiele ścieżek prowadzących do tej funkcji ). Na przykład:

path 1: A -> B -> C -> D  
path 2: A -> B -> X -> Y -> D  
path 3: A -> G -> M -> N -> O -> P -> S -> D  
...  
path n: ...

Wypróbowałem Codeviz i Doxygen, w jakiś sposób oba wyniki pokazują tylko wywołania funkcji docelowej, D. W moim przypadku D jest funkcją składową klasy, której obiekt zostanie umieszczony w inteligentnym wskaźniku. Klienci zawsze uzyskają obiekt inteligentnego wskaźnika za pośrednictwem fabryki, aby wywołać D.

Czy ktoś wie, jak to osiągnąć?

static void D() { }
static void Y() { D(); }
static void X() { Y(); }
static void C() { D(); X(); }
static void B() { C(); }
static void S() { D(); }
static void P() { S(); }
static void O() { P(); }
static void N() { O(); }
static void M() { N(); }
static void G() { M(); }
static void A() { B(); G(); }

int main() {
  A();
}

Następnie

$ clang++ -S -emit-llvm main1.cpp -o - | opt -analyze -dot-callgraph
$ dot -Tpng -ocallgraph.png callgraph.dot

Daje błyskotliwy obraz (istnieje „węzeł zewnętrzny”, ponieważ mainma zewnętrzne połączenie i może być wywoływany również spoza tej jednostki tłumaczeniowej):

Możesz chcieć postprocesować to za pomocą c++filt, aby uzyskać niezarządzane nazwy funkcji i klas. Jak poniżej

#include <vector>

struct A { 
  A(int);
  void f(); // not defined, prevents inlining it!
};

int main() {
  std::vector<A> v;
  v.push_back(42);
  v[0].f();
}

$ clang++ -S -emit-llvm main1.cpp -o - |
   opt -analyze -std-link-opts -dot-callgraph
$ cat callgraph.dot | 
   c++filt | 
   sed 's,>,\\>,g; s,-\\>,->,g; s,<,\\<,g' | 
   gawk '/external node/{id=$1} $1 != id' | 
   dot -Tpng -ocallgraph.png    

Daje to piękno (ojej, rozmiar bez włączonej optymalizacji był za duży!)

Ta mistyczna nienazwana funkcja Node0x884c4e0jest symbolem zastępczym, który zakłada wywołanie przez dowolną funkcję, której definicja nie jest znana.

Możesz to osiągnąć używając doxygen (z opcją wykorzystania kropki do generowania wykresów).

Z Johannesem Schaubem - litb main.cpp, generuje to:

Doxygen / dot są prawdopodobnie łatwiejsze niż clang / opt do zainstalowania i uruchomienia. Sam nie udało mi się go zainstalować i dlatego starałem się znaleźć alternatywne rozwiązanie!

Statyczne obliczanie dokładnego wykresu wywołań C ++ jest trudne, ponieważ potrzebujesz precyzyjnego parsera języka, poprawnego wyszukiwania nazw i dobrego analizatora punktów do zrozumienia, który poprawnie honoruje semantykę języka. Doxygen nie ma żadnego z nich, nie wiem, dlaczego ludzie twierdzą, że lubią go w C ++; łatwo jest zbudować 10 liniowy przykład C ++, który Doxygen błędnie analizuje).

Może lepiej będzie, jeśli uruchomisz profiler czasowy, który dynamicznie zbiera wykres wywołań (to opisuje nasz) i po prostu przećwiczyć wiele przypadków. Takie programy profilujące pokażą Ci rzeczywisty wykres wykonywanych połączeń.

EDYCJA: Nagle przypomniałem sobie, że rozumiem C ++ , które twierdzi, że konstruuje wykresy wywołań. Nie wiem, czego używają do analizatora składni, ani czy dobrze wykonują szczegółową analizę; Nie mam konkretnego doświadczenia z ich produktem.

Jestem pod wrażeniem odpowiedzi Schauba za pomocą Clang; Spodziewałbym się, że Clang ma wszystkie elementy w porządku.

Możesz użyć CppDepend , może generować wiele rodzajów wykresów

• Wykres zależności
• Call Graph
• Wykres dziedziczenia klas
• Wykres sprzężenia
• Wykres ścieżki
• Wykres wszystkich ścieżek
• Wykres cyklu

Aby clang++polecenie wyszukało standardowe pliki nagłówkowe, np. mpi.hDwie dodatkowe opcje -### -fsyntax-only, czyli pełne polecenie powinno wyglądać następująco:

clang++ -### -fsyntax-only -S -emit-llvm main1.cpp -o - | opt -analyze -dot-callgraph

„Analizator C ++ Bsc” może wyświetlać wykresy wywołań - czytając plik wygenerowany przez narzędzie bscmake.

Doxygen + graphviz może rozwiązać większość problemów, gdy chcemy wygenerować wykres połączeń, przekazany następnie pracownikom.

Scitools Understand to fantastyczne narzędzie, lepsze niż wszystko, co wiem o inżynierii odwrotnej , i generuje wysokiej jakości wykresy .

Ale pamiętaj, że jest dość drogi i że wersja próbna ma wykres wywołania motyla ograniczony tylko do jednego poziomu połączenia (IMHO uważam, że nie pomagają sobie w tym…)