如何为C ++代码生成调用图

我正在尝试生成调用图，通过该图可以找到击中特定函数的所有可能执行路径（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该函数）。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: ...

我尝试了Codeviz和Doxygen，但无论如何，这两个结果都只显示目标函数D的被调用者。在我的情况下，D是类的成员函数，其对象将包装在智能指针中。客户端将始终通过工厂获得智能指针对象，以调用D。

有谁知道如何实现这一目标？

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

产生一些闪亮的图像（有一个“外部节点”，因为main具有外部链接，也可能从该翻译单元的外部调用）：

您可能需要使用对其进行后处理c++filt，以便获得所涉及的函数和类的完整名称。像下面

#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    

产生这种美感（哦，我的，未启用优化功能的尺寸太大！）

那个神秘的未命名函数，Node0x884c4e0是一个占位符，被假定由定义未知的任何函数调用。

您可以通过使用doxygen（带有将点用于生成图形的选项）来实现。

使用Johannes Schaub-litb main.cpp，它将生成以下内容：

doxygen / dot可能比clang / opt易于安装和运行。我没有设法自己安装它，这就是为什么我尝试寻找替代解决方案的原因！

静态计算准确的C ++调用图非常困难，因为您需要一个精确的语言解析器，正确的名称查找以及一个很好的指向分析器，以正确地体现语言的语义。Doxygen没有这些，我不知道为什么人们声称喜欢C ++。很容易构造一个10行的C ++示例（Doxygen错误地对其进行了分析）。

您最好运行一个时序分析器，该分析器可以动态收集调用图（这描述了我们的调用图），并且只需执行很多情况即可。这样的探查器将向您显示实际执行的调用图。

编辑：我突然想起了 了解C ++，它声称可以构造调用图。我不知道它们用于解析器是什么，也不知道它们是否进行了详细的分析？我对他们的产品没有具体经验。

Schaub使用Clang的回答给我留下了深刻的印象。我希望Clang拥有所有正确的元素。

您可以使用CppDepend，它可以生成多种图形

• 依赖图
• 通话图
• 类继承图
• 耦合图
• 路径图
• 所有路径图
• 循环图

为了使clang++命令能够找到标准头文件，mpi.h应使用两个附加选项-### -fsyntax-only，例如，完整命令应如下所示：

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

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

当我们想要生成调用图时，doxygen + graphviz可以解决大多数问题，然后交给人力。

Scitools Understand是一个很棒的工具，比我所了解的逆向工程更好，并且可以生成高质量的图形。

但是请注意，这非常昂贵，而且试用版的蝶形调用图仅限于一个级别的调用（恕我直言，我相信他们不会自己这样做…）