Question

我希望能够检测我的函数（或它调用的任何其他函数）是否最终会在我的单元测试中调用某些特定函数（例如grid_columnconfigure和sticky='nsew'）：我的软件中的一小部分具有硬实时要求，并且我想确保没有人添加会在这些函数中偶然触发分配的东西（并让我的CI管道自动检查它）。

我知道我可以在gdb上设置一个断点，但理想情况下我想做一些类似的事情：

malloc

理想情况下，如果在两次检查之间调用malloc，测试将以不太脏的方式失败（例如，不是free）。

理想情况下，这可以在任何系统上运行，但我现在可以使用只在Linux上运行的东西。这有可能吗？也许通过LD_PRELOAD hack来取代void my_unit_test() { my_object obj; // perform some initialization that will allocate START_CHECKING_FUNCTION(malloc); // also, operator new or std::allocate would be nice obj.perform_realtime_stuff(); STOP_CHECKING_FUNCTION(malloc); }，但我不想为我感兴趣的所有函数做这个。

Answer 1

单元测试他们测试的调用函数。您想知道单元测试调用的函数F是否最终可以调用malloc（或new或...）。看起来你真正想要做的是为整个系统构建一个调用图，然后询问关键函数F F是否可以在调用图中到达malloc等。一旦你有了调用图，这很容易计算。

获取调用图并非易事。如果您有一个真正的语言前端可以进行名称解析，那么发现模块A直接调用模块B在技术上很容易。找出A间接打电话并不容易;你需要一个（函数指针）指向分析，那些很难。当然，你决定是否要潜入图书馆（例如std：:)例程。

在面对函数指针和方法调用时，您的调用图需要保守（因此您不会错过潜在的调用）并且相当精确（因此您不会误入误报）。

这个Doxygen支持声称构建调用图：http://clang.llvm.org/doxygen/CallGraph_8cpp.html我不知道它是否处理间接/方法调用或它是多么精确;我对它不是很熟悉，文档似乎很薄。过去的Doxygen没有很好的处理间接或精确的声誉，但过去的版本不是基于Clang。在http://stackoverflow.com/questions/5373714/generate-calling-graph-for-c-code

小规模应用了一些进一步的讨论

您的问题标记为c / c ++，但似乎是关于C ++。对于C，我们的DMS Software Reengineering Toolkit及其通用流分析和调用图生成支持，再加上DMS C Front End，已用于analyze C systems of some 16 million lines/50,000 functions with indirect calls生成保守的正确调用图。

我们还没有专门为大型系统构建C ++调用图，但DMS的C++ Front End使用相同的DMS通用流分析和调用图生成“技术上简单”。当构建一个正确且大规模运行的静态分析时，没有什么是微不足道的。

Answer 2

如果您正在使用调用malloc的库，那么您可能需要查看Joint Strike Fighter C++ Coding Standards。它是一种针对关键任务软件的编码风格。一个建议是编写自己的分配器。另一个建议是使用jemalloc这样的统计数据，但由于它是针对性能的，因此更难以预测。

你想要的是具有间谍功能的模拟库。这对每个框架的工作原理会有所不同，但这里有一个使用Google的例子：

static std::function<void*(size_t)> malloc_bridge;

struct malloc_mock {
    malloc_mock() { malloc_bridge = std::bind(&malloc_mock::mock_, this, _1); }
    MOCK_METHOD1(mock_, void*(size_t));
}

void* malloc_cheat(size_t size) {
    return malloc_bridge(size);
}

#define malloc malloc_cheat

struct fixture {
    void f() { malloc(...); }
};

struct CustomTest : ::testing::test {
    malloc_mock mock_;
};

TEST_F(CustomTest, ShouldMallocXBytes) {
    EXPECT_CALL(mock_, mock_(X))
      .WillOnce(::testing::Return(static_cast<void*>(0)));
    Fixture fix;
    fix.f();
}

#undef malloc

警告：编译器手没有触及代码。但是你明白了。

Answer 3

这不是一个完整的答案，但您可以尝试使用Valgrind来计算alloc和frees。默认情况下，Valgrind工具memcheck默认计算分配和释放的数量，并在HEAP SUMMARY中打印结果报告，这是一个示例输出：

$ valgrind ./a.out
==2653== Memcheck, a memory error detector
==2653== Copyright (C) 2002-2017, and GNU GPL'd, by Julian Seward et al.
==2653== Using Valgrind-3.13.0 and LibVEX; rerun with -h for copyright info
==2653== Command: ./a.out
==2653== 
==2653== 
==2653== HEAP SUMMARY:
==2653==     in use at exit: 0 bytes in 0 blocks
==2653==   total heap usage: 2 allocs, 2 frees, 72,716 bytes allocated
==2653== 
==2653== All heap blocks were freed -- no leaks are possible
==2653== 
==2653== For counts of detected and suppressed errors, rerun with: -v
==2653== ERROR SUMMARY: 0 errors from 0 contexts (suppressed: 0 from 0)

您可以再添加一个测试，无需计算基线分配数：

void my_unit_test_baseline() {
    my_object obj; // perform some initialization that will allocate
}

现在您可以运行实际测试并将分配数量与基线测试进行比较。如果它们不等于测试代码中发生的某些分配。你可以记录这个事实，或者用其他任何你想要的方式发出信号。

Answer 4

如果您使用的是GNU C库，只要使用_malloc_hook ()系列的某个函数，就可以使用malloc和类似的函数调用用户定义的函数。 / p>

这样的钩子函数可以分析调用跟踪（使用backtrace()），以便查找是否在此调用链中允许malloc，如果没有，则打印有关罪魁祸首的消息。

在单元测试中检测特定函数调用

4 个答案: