GCC 函数调用探测功能

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gcc 函数调用探测功能
gcc -finstrument-functions 使用，
man gcc 是很好的帮助。
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收集一个函数调用的踪迹，一种方法是通过在函数的入口处和出口处插入一个打印语句来检测。这个过程非常繁琐，而且很容易出错，通常需要对源代码进行大量的修改。
幸运的是，GNU 编译器工具链（也称为 gcc）提供了一种自动检测应用程序中的各个函数的方法。
gcc 加上该选项 -finstrument-functions
在检测函数入口，会调用: void __cyg_profile_func_enter( void *func_address, void *call_site )
在检测函数出口，会调用：void __cyg_profile_func_exit ( void *func_address, void *call_site )
__cyg 开头，是Cygnus 的贡献.
在执行应用程序时，就可以收集调用者地址和被调用着地址，如果加上 -g 选项，增加调试信息，则用addr2line -f 可以找到地址对应的函数名称。
看看汇编会使你更清楚。

代码不需要修改，仅通过修改编译选项，使其具有了函数调用探测功能。
为灵活期间，少量修改代码，加入对感兴趣的调用探测，这无疑是很好的想法。

下面给出自己整理的一个例子.
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debug 代码
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[/pts/1@linuxidc ~/test]$ cat instrument.h
#ifndef INSTRUMENT_H
#define INSTRUMENT_H
void enable_instrument( void ) __attribute__ ((no_instrument_function));
void disable_instrument( void ) __attribute__ ((no_instrument_function));
void main_destructor( void ) __attribute__ ((no_instrument_function, destructor));
void __cyg_profile_func_enter( void *, void *) __attribute__ ((no_instrument_function));
void __cyg_profile_func_exit( void *, void *) __attribute__ ((no_instrument_function));
#endif 
[/pts/1@linuxidc ~/test]$ cat instrument.c
#include
#include “instrument.h”

#define INSTRUMENT_FILE_PATH “instrument.log”

static FILE *instrument_fd = NULL;
static int _flag = 0;

#define open_instrument_file()  \
    (instrument_fd = fopen(INSTRUMENT_FILE_PATH, “w”))

#define close_instrument_file()  \
    do{  \
    if (NULL != instrument_fd)  \
    {  \
    fclose(instrument_fd);  \
    instrument_fd = NULL; \
    }  \
    }while(0) 

//首次打印会打开文件
#define instrument_print(args, fmt…) \
    do{  \
    if (0 == _flag) \
    {  \
    break;  \
    }  \
    if (NULL == instrument_fd && NULL == open_instrument_file())  \
    {\
    printf(“Err: Can not open output file.\n”);  \
    break;  \
    }\
    fprintf(instrument_fd, args, ##fmt);  \
        fflush(instrument_fd);  \
    }while(0);

//enable, disable 配对使用，在关注的函数上添加
void enable_instrument( void )
{
    _flag = 1;
}
void disable_instrument( void )
{
    _flag = 0;
}
// 一般是用不到该函数了
void main_destructor( void )
{
    close_instrument_file();
}
void __cyg_profile_func_enter( void *func_addr, void *call_site )
{
    instrument_print(“Enter\n%p\n%p\n”, call_site, func_addr);
}
void __cyg_profile_func_exit( void *func_addr, void *call_site )
{
    instrument_print(“Exit\n%p\n%p\n”, call_site, func_addr);
}

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测试代码
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[/pts/1@linuxidc ~/test]$ cat test.c
#include
#include “instrument.h”

int addmul(int i, int j);
int mul(int i, int j);
int main(int argc, char *argv[])
{
    enable_instrument();
    int i=addmul(3,5);
    printf(“result is %d\n”,i);
    disable_instrument();
    return 0;
}

int addmul(int i, int j)
{
    int k1,k2;
    k1=i+j;
    k2=mul(i,j);
    return k1+k2;
}

int mul(int i, int j)
{
    return i * j;
}

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Makefile
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[/pts/1@linuxidc ~/test]$ cat Makefile
CFLAGS=-finstrument-functions
all:
    gcc -c -g -finstrument-functions -o  test.o test.c
    gcc -c -g -finstrument-functions  -o  instrument.o instrument.c
    gcc -o test test.o instrument.o
    @echo ok!
clean:
    rm test

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辅助工具
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[/pts/1@linuxidc ~/test]$ cat addr2line.sh
#!/bin/sh

if [ $# != 3 ]; then
    echo ‘Usage: addr2line.sh executefile addressfile functionfile’
    exit
fi;

rm $3
cat $2 | while read line
      do
          if [ “$line” = ‘Enter’ ]; then
              read line1
              read line2
              addr2line -e $1 -f $line1 -s >> $3
              echo “—–> call” >> $3
              addr2line -e $1 -f $line2 -s | sed ‘s/^/    /’ >> $3
              echo >> $3
          elif [ “$line” = ‘Exit’ ]; then
              read line1
              read line2
              addr2line -e $1 -f $line2 -s | sed ‘s/^/    /’ >> $3
              echo “<----- return" >> $3
              addr2line -e $1 -f $line1 -s >> $3
              echo >> $3
          fi;
      done

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执行过程:
1.生成执行文件
2.执行文件，生成调用记录文件->instrument.log
3.生成调用函数文件
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[/pts/1@linuxidc ~/test]$ make
gcc -c -g -finstrument-functions -o  test.o test.c
gcc -c -g -finstrument-functions  -o  instrument.o instrument.c
gcc -o test test.o instrument.o
ok!
[/pts/1@linuxidc ~/test]$ ./test
result is 23
[/pts/1@linuxidc ~/test]$ cat instrument.log
Enter
0x4006c6
0x400701
Enter
0x400739
0x40075c
Exit
0x400739
0x40075c
Exit
0x4006c6
0x400701

[/pts/1@linuxidc ~/test]$ ./addr2line.sh test instrument.log instrument.txt
[/pts/1@linuxidc ~/test]$ cat instrument.txt
main
test.c:9
—–> call
    addmul
    test.c:17

addmul
test.c:20
—–> call
    mul
    test.c:25

    mul
    test.c:25
<----- return
addmul
test.c:20

    addmul
    test.c:17
<----- return
main
test.c:9

GCC编译器入门  http://www.linuxidc.com/Linux/2015-01/111431.htm

Ubuntu 12.04嵌入式交叉编译环境arm-linux-GCC搭建过程图解 http://www.linuxidc.com/Linux/2013-06/85902.htm

Ubuntu 12.10安装交叉编译器arm-none-linux-gnueabi-GCC http://www.linuxidc.com/Linux/2013-03/82016.htm

Ubuntu下Vim+GCC+GDB安装及使用 http://www.linuxidc.com/Linux/2013-01/78159.htm

Ubuntu下两个GCC版本切换 http://www.linuxidc.com/Linux/2012-10/72284.htm

GCC 的详细介绍：请点这里
GCC 的下载地址：请点这