Основы программирования в Linux - Мэтью Нейл

calldata               prog.с      --  *5

                       prog.с    main  64 188

  calls                prog.с      --  *19

                       prog.с     main 54

На машине одного из авторов этой книги предыдущий вывод был сгенерирован в каталоге с исходными файлами приложения с помощью команды

$ <b>cxref *.с *.h</b>

но точный синтаксис зависит от версии. См. документацию к вашей системе и интерактивное справочное руководство для получения дополнительной информации о том, включена ли программа cxref и как ее применять.

Программа cflow выводит дерево вызовов функций — схему, показывающую, какие функции вызывают другие функции, какие функции вызываются этими другими и т.д. Эта схема полезна для выяснения структуры программы, понимания ее принципов действия и наблюдения за влиянием изменений, внесенных в функцию. Некоторые версии программы cflow могут работать с объектными файлами так же, как с исходными. Подробности см. в интерактивном справочном руководстве.

Далее приведен пример вывода, полученный версией cflow (cflow-2.0), которая есть в Интернете и поддерживается Марти Лейснером (Marty Leisner).

0  file_ungetc {prcc.c 997}

1  main {prcc.c 70}

2      getopt {}

3      show_all_lists {prcc.c 1070}

4          display_list {prcc.c 1056}

5              printf {}

6          exit {}

7      exit {}

9      usage {prcc.c 59}

10         fprintf {}

11         exit {}

Пример информирует о том, что функция main вызывает (среди прочих) функцию show_all_lists и что show_all_lists в свою очередь вызывает функцию display_list, которая вызывает функцию printf.

У этой версии cflow есть опция -i, которая формирует инвертированный потоковый граф. Утилита cflow перечисляет для каждой функции другие функции, вызывающие данную. Звучит не очень понятно, но на самом деле все просто. Далее приведен пример:

19  display_list {prcc.c 1056}

20      show_all_lists {prcc.c 1070}

21  exit {}

22      main {prcc.c 70}

23      show_all_lists {prcc.c 1070}

24      usage {prcc.c 59}

25  ...

74  printf {}

75      display_list {prcc.c 1056}

76      maketag {prcc.c 4 87}

77  show_all_lists {prcc.c 1070}

78      main {prcc.c 70}

79  ...

99  usage {prcc.c 59}

100     main {prcc.c 70}

В примере показано, что функцию exit, например, вызывают функции main, show_all_lists и usage.

Выполнение профилирования с помощью prof/gprof

Методика, зачастую полезная при попытках выяснить проблемы снижения производительности программы, называется профилированием выполнения (execution profiling). Профиль программы, обычно поддерживаемый специальными опциями компилятора и вспомогательными программами, показывает, где программа тратит время.

Программа prof (и ее эквивалент в проекте GNU, gprof) выводит отчёт из файла трассировки выполнения, который формируется во время выполнения профилируемой программы. Профилируемый исполняемый файл создается с помощью флага компилятора -p (для prof) или флага -pg (для gprof).

$ <b>cc -pg -о program program.с</b>

Программа компонуется со специальной библиотекой С, и в нее включается контрольный код. В конкретных системах он может отличаться, но общая цель — такая организация программы, которая позволяет часто прерывать выполнение и записывать этап выполнения. Контрольные данные записываются в файл mon.out (gmon.out для gprof) в текущем каталоге.

$ <b>./program</b>

$ <b>ls -ls</b>

2 -rw-r--r-- 1 neil users 1294 Feb 4 11:48 gmon.out

Программа prof/gprof читает эти контрольные данные и выводит отчет. См. подробности, касающиеся опций программы, в интерактивном справочном руководстве. Далее в качестве примера приведен вывод (сокращенный) программы gprof.

cumulative  self    self   total

   time    seconds seconds  calls ms/call ms/call            name

   18.5       0.10    0.10   8664    0.01    0.03      doscan [4]

   18.5       0.20    0.10                            mcount (60)

   14.8       0.28    0.08  43320    0.00    0.00     _number [5]

    9.3       0.33    0.05   8664    0.01    0.01 _format_arg [6]

    7.4       0.37    0.04 112632    0.00    0.00     _ungetc [8]

    7.4       0.41    0.04   8757    0.00    0.00    _memccpy [9]

    7.4       0.45    0.04      1   40.00  390.02       _main [2]

    3.7       0.47    0.02     53    0.38    0.38      _read [12]

    3.7       0.49    0.02                             w4str [10]

    1.9       0.50    0.01  26034    0.00    0.00    _strlen [16]

    1.9       0.51    0.01   8664    0.00    0.00    strncmp [17]

Проверки соблюдения условий

Несмотря на то, что вставка на этапе разработки программы с помощью условной компиляции отладочного кода, такого как вызовы printf, распространена, иногда оставлять такие сообщения в поставляемой программе непрактично. Но часто проблемы возникают во время работы программы из-за некорректных допущений или исходных данных, а не из-за ошибок кодирования. Это события, которых "не может быть никогда". Например, функция может быть написана в расчете на то, что ее входные параметры будут в определенном диапазоне. Если передать ей некорректные данные, она может сделать некорректной работу всей системы.