Cómo generar un gráfico de llamada para código C ++

Estoy tratando de generar un gráfico de llamada con el que averiguar todas las posibles rutas de ejecución que están afectando a una función en particular (para no tener que averiguar todas las rutas manualmente, ya que hay muchas rutas que conducen a esta función ). Por ejemplo:

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: ...

Probé Codeviz y Doxygen, de alguna manera ambos resultados no muestran nada más que llamadas de la función de destino, D. En mi caso, D es una función miembro de una clase cuyo objeto será envuelto dentro de un puntero inteligente. Los clientes siempre obtendrán el objeto de puntero inteligente a través de una fábrica para invocar D.

¿Alguien sabe como lograr esto?

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();
}

Entonces

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

Produce una imagen brillante (hay un "nodo externo", porque maintiene un enlace externo y también se puede llamar desde fuera de esa unidad de traducción):

Es posible que desee posprocesar esto con c++filt, para que pueda obtener los nombres sin alterar de las funciones y clases involucradas. Como en el siguiente

#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    

Produce esta belleza (¡oh, el tamaño sin las optimizaciones activadas era demasiado grande!)

Esa función mística sin nombre,, Node0x884c4e0es un marcador de posición que se supone que es llamado por cualquier función cuya definición no se conoce.

Puede lograrlo usando doxygen (con la opción de usar dot para la generación de gráficos).

Con Johannes Schaub - litb main.cpp, genera esto:

doxygen / dot son probablemente más fáciles de instalar y ejecutar que clang / opt. ¡No logré instalarlo yo mismo y por eso traté de encontrar una solución alternativa!

Calcular estáticamente un gráfico de llamadas C ++ preciso es difícil, porque necesita un analizador de idiomas preciso, una búsqueda de nombres correcta y un buen analizador de puntos que respete la semántica del lenguaje correctamente. Doxygen no tiene ninguno de estos, no sé por qué la gente dice que le gusta C ++; es fácil construir un ejemplo de C ++ de 10 líneas que Doxygen analiza erróneamente).

Es mejor que ejecute un generador de perfiles de tiempo que recopile un gráfico de llamadas de forma dinámica (esto describe el nuestro) y simplemente ejercite muchos casos. Dichos perfiladores le mostrarán el gráfico de llamadas real ejercitado.

EDITAR: De repente recordé Entender para C ++ , que afirma construir gráficos de llamadas. No sé qué usan para un analizador, o si hacen bien el análisis detallado; No tengo experiencia específica con su producto.

Estoy impresionado por la respuesta de Schaub, usando Clang; Esperaría que Clang tenga todos los elementos correctos.

Puede usar CppDepend , puede generar muchos tipos de gráficos

• Gráfico de dependencia
• Gráfico de llamadas
• Gráfico de herencia de clases
• Gráfico de acoplamiento
• Gráfico de ruta
• Gráfico de todas las rutas
• Gráfico de ciclo

Para que el clang++comando encuentre archivos de encabezado estándar mpi.h, se deben usar dos opciones adicionales -### -fsyntax-only, es decir, el comando completo debe verse como:

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

El "Analizador de C ++ Bsc" puede mostrar gráficos de llamadas - leyendo el archivo generado por la utilidad bscmake.

doxygen + graphviz podría resolver la mayoría de los problemas cuando queremos generar un gráfico de llamadas, luego entregado a la mano de obra.

Scitools Understand es una herramienta fantástica , mejor que todo lo que conozco para la ingeniería inversa , y genera gráficos de alta calidad .

Pero tenga en cuenta que es bastante caro y que la versión de prueba tiene su gráfico de llamada de mariposa limitado a solo un nivel de llamada (en mi humilde opinión, creo que no se ayudan a sí mismos al hacerlo ...)