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背景

在工作中，我经常使用优化代码的核心转储进行事后调试。

对于某些类型的困难的不可重现的故障，我希望有额外的信息可供我使用。在这些情况下添加额外的跟踪是不可行的，因为绝大多数调用都是成功的，并且每分钟会添加数百万个“不必要的”跟踪，这将快速滚动日志文件。捕获和跟踪并不总是可行的，并且某些错误可能会破坏环境，导致跟踪失败。

由于我们的核心转储包括调用堆栈内存，我认为我可以使用调用堆栈内存上的一个区域进行“跟踪”。

问题

感谢优化编译器这样的代码不起作用

void process (int i)
{
   int save_me = i;
   // Do something else
}

这个想法是通过分配给局部变量来将输入变量存储在堆栈上。这通常在调试模式下工作正常，但在优化构建中，编译器认为该语句没有副作用并将其删除。

alloca似乎它可以工作，除非我们针对一些不支持的平台，alloca而且我不确定它与 C++ 一起使用的效果如何。

我进行了一些实验，即使在优化的构建中，以下代码似乎也能够使状态“粘”在堆栈上：

#include <cstdint>
#include <stdexcept>
#include <istream>
#include <sstream>

struct saved_state
{
  saved_state ()
    : head  (0xAABBCCDD)
    , tail  (0xEEFF0000)
  {
    std::fill (state, state + 16, 0);
  }

  void push (std::int32_t input) volatile
  {
    for (auto i = 15U; i > 0U; --i)
    {
      state[i] = state[i - 1];
    }
    state[0] = input;
  }

  volatile std::uint32_t  head      ;
  volatile std::int32_t   state [16];
  volatile std::uint32_t  tail      ;
};

void invoke (std::int32_t i)
{
  if (i > 10)
  {
    throw std::runtime_error ("Busted");
  }
}

void process (std::istream & input)
{
  saved_state volatile ss;

  while (!input.eof ())
  {
    std::int32_t i;
    if (input >> i)
    {
      ss.push (i);
      invoke (i);
    }
  }
}

int main()
{
  std::istringstream input ("1\n2\n30\n");
  process (input);
  return 0;
}

问题

我可以期望代码做我想做的事吗？它似乎适用于我们当前的一组编译器（clang 和 gcc），但我可以期望它继续工作吗？

有没有更好的方法来实现我想做的事情？

更好是指更简单、更健壮或符合标准。

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2 回答 2

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从您的问题看来，您有一种情况，您知道在代码的特定功能/区域中存在罕见/难以调试的问题？我假设这是因为您正在谈论手动检测，并且我猜您不打算在任何地方都这样做以推测可能出现的问题。

如果这是您的情况，那么我认为您可能需要考虑仅针对该函数/代码区域禁用优化。在 Visual Studio 中，您可以使用 a 来执行此操作#pragma，我想 clang / gcc 也存在类似的东西。在最坏的情况下，您可以将相关函数提取到一个单独的文件中，然后只编译该文件而不进行优化。

对于那些只出现在优化构建中的问题，这可能对您没有帮助，但是当您遇到那些棘手的 Heisenbugs 时，任何类型的添加跟踪都可能会隐藏问题或使其不那么频繁。在那种情况下，你唯一真正的办法就是真正擅长破译反汇编......

也就是说，volatile确实告诉编译器不允许优化读取和写入，因此您的方法应该是健壮的，并且对于某些类型的错误可能是有用的工具。

于 2015-09-19T23:02:31.757 回答
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优化的编译可能难以调试：

您可以尝试以下方法：

在您的示例中：

void process (int i)
{
   int save_me = i;
   // Do something else
}

（预初始化的）形式参数和自动变量都在同一个堆栈上，仅相隔几个字节。如果在“做其他事情”期间发生崩溃，则优化器已经用它不再使用的堆栈项完成了它的事情。

我有一些运气是：

void process (int i)
{
   // Do something else

   if (bool_that_compiler_can_not_predetermine_is_always_false)
   {
       std::cerr << "error:  int i is " << i << std::endl;
   }
}

由于编译器无法确定 cerr 行永远不会被执行，它会生成代码，并将形参保留在作用域内。

当然，除了 cerr 之外，您还可以选择其他操作。也许是一个日志条目？也许更小的东西。关键是，在丢弃 i 的值（或者，如果您仍然需要，save_me）直到“进程”结束，您的核心转储中的故障不会发生。

优化器也可以重新排序代码，但是 if 子句在流程结束时的位置（我认为）会强制 do-something-else 的所有部分在该子句之前完成。

我有时会使用时间戳来创建 can-not-be-true 子句。（因为 ::time(0) 非常有效）。

如果你有一个 main，argc 很容易使用，即 (0 == argc) 或 (argc > 100)，多余的 args 很容易被忽略。

于 2015-09-19T20:28:51.953 回答