Как создать граф вызовов для кода C ++

Я пытаюсь создать граф вызовов, с помощью которого можно узнать все возможные пути выполнения, которые попадают в конкретную функцию (так что мне не нужно выяснять все пути вручную, поскольку есть много путей, которые приводят к этой функции ). Например:

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: ...

Я пробовал Codeviz и Doxygen, почему-то оба результата не показывают ничего, кроме вызовов целевой функции D. В моем случае D является функцией-членом класса, объект которого будет заключен в интеллектуальный указатель. Клиенты всегда будут получать объект интеллектуального указателя через фабрику, чтобы вызвать D.

Кто-нибудь знает, как этого добиться?

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();
}

затем

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

Дает некоторую блестящую картину (есть "внешний узел", потому что он mainимеет внешнюю связь и может быть вызван также извне этой единицы перевода):

Возможно, вы захотите выполнить постобработку с помощью c++filt, чтобы получить несвязанные имена задействованных функций и классов. Как в следующем

#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    

Дает эту красоту (о боже, размер без включенной оптимизации был слишком велик!)

Эта мистическая безымянная функция Node0x884c4e0является заполнителем, который, как предполагается, вызывается любой функцией, определение которой неизвестно.

Вы можете добиться этого с помощью doxygen (с возможностью использования точки для генерации графиков).

С Йоханнесом Шаубом - litb main.cpp он генерирует следующее:

doxygen / dot, вероятно, проще, чем clang / opt для установки и запуска. Самостоятельно установить не удалось, поэтому я попытался найти альтернативное решение!

Статически вычислить точный граф вызовов C ++ сложно, потому что вам нужен точный синтаксический анализатор языка, правильный поиск имени и хороший анализатор точек, который должным образом учитывает семантику языка. В Doxygen их нет, я не знаю, почему люди утверждают, что им нравится C ++; легко построить 10-строчный пример C ++, который Doxygen анализирует ошибочно).

Возможно, вам лучше запустить профилировщик времени, который динамически собирает график вызовов (это описывает наш) и просто выполняет множество случаев. Такие профилировщики покажут вам фактический график вызовов.

РЕДАКТИРОВАТЬ: Я внезапно вспомнил « Понимание для C ++» , который утверждает, что строит графики вызовов. Я не знаю, что они используют для парсера и правильно ли проводят подробный анализ; У меня нет конкретного опыта работы с их продуктом.

Я впечатлен ответом Шауба с использованием Clang; Я ожидал, что у Кланга все элементы будут правильными.

Вы можете использовать CppDepend , он может генерировать много видов графиков

• График зависимости
• График звонков
• График наследования классов
• График связи
• График пути
• График всех путей
• График цикла

Чтобы clang++команда mpi.hмогла найти стандартные файлы заголовков, необходимо использовать две дополнительные опции -### -fsyntax-only, т.е. полная команда должна выглядеть так:

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

«C ++ Bsc Analyzer» может отображать графики вызовов - путем чтения файла, созданного утилитой bscmake.

doxygen + graphviz может решить большинство проблем, когда мы хотим сгенерировать граф вызовов, который затем будет передан персоналу.

Scitools Understand - фантастический инструмент, который лучше всего, что я знаю для обратного проектирования , генерирует высококачественные графики .

Но обратите внимание, что это довольно дорого, и что в пробной версии график вызовов бабочки ограничен только одним уровнем вызова (ИМХО, я считаю, что они не помогают себе в этом ...)