跟踪所有函数调用并打印出它们的参数（用户空间）

Question

我想看看在我的用户空间 C99 程序中调用了哪些函数以及调用的顺序。另外，给出了哪些参数。

我可以用 DTrace 做到这一点吗？

例如对于程序

int g(int a, int b) { puts("I'm g"); }
int f(int a, int b) { g(5+a,b);g(8+b,a);}
int main() {f(5,2);f(5,3);}

我想看到一个文本文件：

main(1,{"./a.out"})
 f(5,2);
  g(10,2);
   puts("I'm g");
  g(10,5);
   puts("I'm g");
 f(5,3);
  g(10,3);
   puts("I'm g");
  g(11,5);
   puts("I'm g");

我不想修改我的源代码，而且程序真的很庞大——9000 个函数。

我有所有来源；我有一个编译了调试信息的程序，gdb 能够在回溯中打印函数参数。

DTrace 可以解决这个任务吗？

我的操作系统是 BSD、Linux、MacOS、Solaris 之一。我更喜欢 Linux，但我可以使用任何列出的操作系统。

Answer 1

是的，您可以使用 dtrace 执行此操作。但是你可能永远无法在 linux 上做到这一点。我已经尝试了多个版本的 dtrace 的 linux 端口，但它从来没有完成我想要的。事实上，它曾经引起过 CPU 恐慌。从http://www.brendangregg.com/dtrace.html 下载 dtrace 工具包。然后相应地设置您的 PATH 。然后执行这个：

 dtruss -a yourprogram args...

Answer 2

以下是使用 DTrace 的方法：

script='pid$target:a.out::entry,pid$target:a.out::return { trace(arg1); }'
dtrace -F -n "$script" -c ./a.out

此命令在 FreeBSD 14.0-CURRENT 上的输出如下：

dtrace: description 'pid$target:a.out::entry,pid$target:a.out::return ' matched 17 probes
I'm g
I'm g
I'm g
I'm g
dtrace: pid 39275 has exited
CPU FUNCTION
  3  -> _start                                      34361917680
  3    -> handle_static_init                    140737488341872
  3    <- handle_static_init                            2108000
  3    -> main                                  140737488341872
  3      -> f                                                 2
  3        -> g                                               2
  3        <- g                                           32767
  3        -> g                                               5
  3        <- g                                           32767
  3      <- f                                                 0
  3      -> f                                                 3
  3        -> g                                               3
  3        <- g                                           32767
  3        -> g                                               5
  3        <- g                                           32767
  3      <- f                                                 0
  3    <- main                                                0
  3    -> __do_global_dtors_aux                 140737488351184
  3    <- __do_global_dtors_aux                               0

烦人的是我还没有找到打印所有函数参数的方法（请参阅How do you print an associative array in DTrace?）。一个 hacky 解决方法是添加 trace(arg2)、trace(arg3) 等。问题是对于不存在的参数，将会打印出垃圾。

Answer 3

您的问题极有可能被误导。对于任何重要的程序，打印所有使用其参数执行的函数调用的序列将导致多 MB 甚至多 GB 的输出，您将无法理解（人类无法理解的太多细节明白）。

也就是说，我不相信你可以通过dtrace 实现你想要的。

您可以从使用 GCC -finstrument-functions 标志开始，这将很容易让您在进入/退出每个函数时打印函数地址。然后，您可以使用 addr2line 将地址简单地转换为函数名称。这将为您提供您所要求的（参数除外）。

如果结果证明不是太详细，您可以在 GDB 中的每个函数上设置一个断点（使用rb . 命令），并将continue 命令附加到每个断点。这将导致断点源源不断地被命中（带参数），但执行速度可能会慢至少 100 到 1000 倍。