如何为C ++代码生成调用图

Question

我正在尝试生成调用图，用它来查找命中特定函数的所有可能的执行路径（这样我就不必手动找出所有路径，因为有许多路径可以导致这个功能）。例如：

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: ...

我已经尝试了Codeviz和Doxygen，不知怎的，两个结果只显示了目标函数的被调用者D.在我的例子中，D是一个类的成员函数，其对象将被包装在智能指针中。客户端将始终通过工厂获取智能指针对象，以便调用D。

有谁知道如何实现这个目标？

Answer 1

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();
}

然后

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

产生一些闪亮的图片（有一个“外部节点”，因为main有外部链接，也可能从翻译单元外部调用）：

您可能希望使用c++filt对此进行后处理，以便您可以获取所涉及的函数和类的未编码名称。如下所示

#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    

产生这种美丽（哦，我的，没有优化的尺寸太大了！）

神秘的未命名函数Node0x884c4e0是一个占位符，假定由任何定义未知的函数调用。

Answer 2

您可以通过使用doxygen实现这一点（可选择使用点生成图形）。

使用Johannes Schaub - litb main.cpp，它产生了这个：

doxygen / dot可能比clang / opt更容易安装和运行。我没有设法自己安装它，这就是为什么我试图寻找替代解决方案！

Answer 3

静态计算准确的C ++调用图很难，因为你需要一个精确的语言解析器，正确的名称查找，以及一个能够正确理解语言语义的优秀分析器。 Doxygen没有这些，我不知道为什么人们声称喜欢C ++;很容易构建Doxygen错误分析的10行C ++示例。

你可能最好不要运行timing profiler which collects a call graph dynamically（这描述了我们的）并且只是运用了很多案例。此类分析器将显示实际调用图表。

编辑：我突然想起Understand for C++，声称构建了呼叫图。我不知道他们使用什么解析器，或者他们是否正确进行详细分析;我对他们的产品没有具体经验。

我对Schaub的答案印象深刻，使用了Clang;我希望Clang拥有正确的所有元素。

Answer 4

您可以使用CppDepend，它可以生成多种图表

• 依赖关系图
• 致电图
• 类继承图
• 耦合图
• 路径图
• 所有路径图
• 循环图

Answer 5

为了使clang++命令能够找到mpi.h等标准头文件，应使用另外两个选项-### -fsyntax-only，即完整命令应如下所示：

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

Answer 6

“C ++ Bsc Analyzer”可以显示调用图 - 通过读取bscmake实用程序生成的文件。

Answer 7

doxygen + graphviz 可以解决大多数我们想生成调用图时要解决的问题，然后交给人力。

Answer 8

Scitools Understand是一种奇妙的工具，比我对逆向工程所了解的要好，并且可以生成高质量的图形。< / p>

但是请注意，这非常昂贵，而且试用版的 butterfly调用图仅限于一个调用级别（恕我直言，我相信他们不会这样做…）