在 C/C++ 中监视变量访问

Question

我正在研究多线程代码的覆盖率标准，作为其中的一部分，我想记录对变量的访问。例如，在下面的代码中，我想记录变量 x 被写入，y, z, a[i], 和 i 被读取。

x = y * (int)z + a[i]

我一直在考虑使用 Clang 的 RecursiveASTVisitor 并修改源以包含录制功能。但是，我不确定这是否是一种明智的方法，因为我对 Clang 工作原理的理解非常不完整。

目前，当我找到一个语句时，我会检查它是否是 BinaryOperator, UnaryOperator, Cast, or DeclRefExpr。 （一旦我掌握了基础知识，我将扩展它的功能。）如果它是BinaryOperator, UnaryOperator, or Cast，我会检查表达式的子表达式。如果它是 DeclRefExpr，我可以检查表达式是左值还是右值（再次，现在简化），但是一旦我找到 DeclRefExpr，它们总是左值。为了确定它们是否被用作lvalues or rvalues，我必须检查它的父级，如果它是左值或值转换，它被用作右值。

我觉得我对这个问题采取了错误的方法，因为我只能看到它变得更加复杂，因为我必须考虑更复杂的代码。

有没有更好的方法来解决这个问题？

谢谢

编辑

我不打算静态记录这些信息。我打算找到变量的用途并插入代码，这些代码将在代码运行时记录对这些变量的访问。

例如，给定上面的代码 (x = y * (int)z + a[i];)，我想生成类似

x = y * (int)z + a[i];
recordAccess(<file>, <line>, "x",    &x,    WRITE);
recordAccess(<file>, <line>, "y",    &y,    READ);
recordAccess(<file>, <line>, "z",    &z,    READ);
recordAccess(<file>, <line>, "a[i]", &a[i], READ);
recordAccess(<file>, <line>, "i",    &i,    READ);

Answer 1

正如其他人所指出的，别名使这成为不可能。不可能对代码进行静态分析来回答您感兴趣的问题。如果有可能获取源代码文件并仅通过分析语法来确定输出，那么编译器将生成结果程序的输出，而不是编译程序的输出。简而言之，您正在尝试回答halting problem。

动态分析是您真正需要回答的最可能感兴趣的问题。多线程软件的动态分析已经有很大的市场。

Answer 2

这里的主要问题是您没有考虑别名。您将只能记录简单、直接的访问。

但在这种情况下，一个简单的表达式 AST 访问者是主要的方法。但是 Clang 的 RecursiveASTVisitor 应该能够从记忆中为您减少废话并允许您直接访问最终的变量节点。毕竟，它应该访问每个 AST 节点。