Question

我目前正在编写一个多线程，高效且可扩展的算法。因为我必须猜测代码的参数，我不确定计算如何对特定数据集执行，我想看一个变量。该测试仅适用于真实世界，庞大的数据集。分析后可以分析收集的数据。想象一下以下简单的代码示例（实际代码可以包含多个观察点：

// function get's called by loops of multiple threads
void payload(data_t* data, double threshold) {
    double value = calc(data);
    // here I want to watch the value
    if (value < threshold) {
        doSomething(data);
    } else {
        doSomethingElse(data);
    }
}

我想到了以下方法：

使用cout或其他系统输出
使用二进制输出（文件，网络）
通过gdb / lldb
使用变量监视+通过gdb / lldb进行日志记录

我对结果不满意，因为：要使用1.和2.我必须更改代码，但这是一个调试/评估任务。此外1.需要锁定和1. + 2。需要I / O操作，这会大大减慢整个代码的速度，并且几乎不可能使用实际数据进行测试。 3.也太慢了。要使用4.，我必须知道变量地址，因为它不是全局变量，但是因为线程是由动态调度程序创建的，所以这需要为每个线程打破+步进。

所以我的结论是，我需要一个在机器代码级别工作的分析器/调试器，并且转储/记录/监视变量而不进行双重＆gt;字符串转换并且效率很高，或者总结其他词语：I想要分析我的算法的内部状态，而不需要大幅减速，也不需要进行深度修改。有人知道一个能够做到这一点的工具吗？

Answer 1

好的，这需要一些时间，但现在我能够为我的问题提供解决方案。它被称为跟踪点。它不是每次都破坏程序，而是更轻量级，并且（理想情况下）不会过多地改变性能/时序。它不需要更改代码。以下是如何使用gdb：

的说明

确保使用调试符号编译程序（使用-g标志）。现在，启动gdb服务器并提供网络端口（例如10000）和程序参数：

gdbserver :10000 ./program --parameters you --want --to use

现在，切换到第二个控制台并启动gdb（这里不需要程序参数）：

gdb ./program

在gdb命令行界面中输入以下所有命令。所以让我们连接到服务器：

target remote :10000

获得连接确认后，使用trace或ftrace将跟踪点设置为特定的源位置（首先尝试ftrace，它应该更快但不起作用所有平台）：

trace source.c:127

这应该创建跟踪点＃1。现在，您可以为此跟踪点设置操作。在这里，我想从myVariable

收集数据

action 1
collect myVariable
end

如果需要大量数据或想要稍后使用数据（重启后），可以设置二进制跟踪文件：

tsave trace.bin

现在，开始跟踪并运行程序：

tstart
continue

您可以使用CTRL-C等待程序退出或中断程序（仍然在gdb控制台上，而不是在服务器端）。继续告诉gdb你要停止跟踪：

tstop

现在我们来到了棘手的部分，我对以下代码并不满意，因为它真的很慢：

set pagination off
set logging file trace.txt
tfind start
while ($trace_frame != -1)
set logging on
printf "%f\n", myVariable
set logging off
tfind
end

这会将所有可变数据转储到文本文件中。您可以在此处添加一些过滤器或准备。现在你已经完成了，你可以退出gdb。这也将关闭服务器：

quit

有关详细说明过滤和更高级跟踪点位置的详细文档，您可以访问以下文档：http://sourceware.org/gdb/onlinedocs/gdb/Tracepoints.html

要从程序执行中隔离跟踪文件写入，您可以使用cgroups或其他联网计算机。使用其他计算机时，必须将主机添加到端口信息（例如192.168.1.37:10000）。要稍后加载二进制跟踪文件，只需启动gdb，如上所示（忘记服务器）并更改目标：

gdb ./program
target tfile trace.bin

Answer 2

您可以使用gdb调试器设置硬件观察点，例如，如果您有

bool b;

变量，并且您希望每次它的值被变换时被通知（由任何线程）你会宣布一个像这样的观察点：

(gdb) watch *(bool*)0x7fffffffe344

示例：

root@comp:~# gdb prog
GNU gdb (GDB) 7.5-ubuntu
Copyright ...
For bug reporting instructions, please see:
<http://www.gnu.org/software/gdb/bugs/>...
Reading symbols from /dist/Debug/GNU-Linux-x86/cppapp_socket5_ipaddresses...done.
(gdb) watch *(bool*)0x7fffffffe344
Hardware watchpoint 1: *(bool*)0x7fffffffe344
(gdb) start
Temporary breakpoint 2 at 0x40079f: file main.cpp, line 26.
Starting program: /dist/Debug/GNU-Linux-x86/cppapp_socket5_ipaddresses 

Hardware watchpoint 1: *(bool*)0x7fffffffe344

Old value = true
New value = false
main () at main.cpp:50
50                  if (strcmp(mask, "255.0.0.0") != 0) {
(gdb) c
Continuing.
Hardware watchpoint 1: *(bool*)0x7fffffffe344

Old value = false
New value = true
main () at main.cpp:41
41              if (ifa ->ifa_addr->sa_family == AF_INET) { // check it is IP4
(gdb) c
Continuing.
mask:255.255.255.0
eth0 IP Address 192.168.1.5
[Inferior 1 (process 18146) exited normally]
(gdb) q

在C / C ++中观察高效的变量

2 个答案: