Основы программирования в Linux

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.
cflow
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.