CPUCP-S26361-D674-V程序插裝（Program Instrumentation）概念zui先是由J．G．Huang教授提出，是借助往被測(cè)程序中插入操作（稱為“探針”），以便獲取程序的控制流和數(shù)據(jù)流信息，從而實(shí)現(xiàn)測(cè)試目的的方法。在軟件動(dòng)態(tài)測(cè)試中，程序插裝是一種基本的測(cè)試手段，應(yīng)用廣泛，是覆蓋率測(cè)試、軟件故障注入和動(dòng)態(tài)性能分析的基礎(chǔ)技術(shù)。

GCC（GNU Compiler Collection）是一個(gè)高度優(yōu)化，高度可移植，廣泛使用的編譯系統(tǒng)。它能處理多種語(yǔ)言，包括C／C++、Fortran、Java和Pascal等多種語(yǔ)言前端，而且后端支持幾乎所有的處理器結(jié)構(gòu)。GCC作為源碼開放的軟件，人們可以自由修改和使用；加入插裝模塊后，在GCC所支持的語(yǔ)言中都可插入相應(yīng)的測(cè)試代碼（這里只介紹C語(yǔ)言的插裝模塊）。

本文將詳細(xì)敘述如何修改GCC，使其在編譯每個(gè)C函數(shù)時(shí)，分別將各個(gè)形式參數(shù)連同該函數(shù)名傳遞給一個(gè)函數(shù)。該函數(shù)的返回值賦予原來(lái)的形式參數(shù)，從而可以人為控制被插裝函數(shù)的每個(gè)參數(shù)實(shí)際值，進(jìn)而完成各種規(guī)則下的測(cè)試。 

CPUCP-S26361-D674-V編譯流程分析

 編譯器的工作是將源代碼（通常使用高級(jí)語(yǔ)言編寫）翻譯成目標(biāo)代碼（通常是低級(jí)的目標(biāo)代碼或者機(jī)器語(yǔ)言）。在現(xiàn)代編譯器的實(shí)現(xiàn)中，這個(gè)工作一般是分為兩個(gè)階段來(lái)實(shí)現(xiàn)的： *階段，編譯器的前端接收輸入的源代碼，經(jīng)過(guò)詞法、語(yǔ)法和語(yǔ)義分析等得到源程序的某種中間表示方式。

第二階段，編譯器的后端將前端處理生成的中間表示方式進(jìn)行一些優(yōu)化，并zui終生成在目標(biāo)機(jī)器上可運(yùn)行的代碼。 GCC編譯器以一個(gè)函數(shù)為單位對(duì)經(jīng)過(guò)預(yù)處理的輸入源文件進(jìn)行編譯處理。

CPUCP-S26361-D674-V根據(jù)GNU Bison（一個(gè)類似YACC但功能更*的文法分析工具）生成的語(yǔ)法分析程序，前端完成語(yǔ)法、語(yǔ)義分析，建立語(yǔ)法樹，并轉(zhuǎn)換成中間代碼。GCC內(nèi)部使用了一種能對(duì)實(shí)際的體系結(jié)構(gòu)做一種抽象的，與硬件平臺(tái)無(wú)關(guān)的語(yǔ)言，這個(gè)中間語(yǔ)言就是RTL（Register Ttansfer Language）。

通過(guò)修改源程序的RTL，可以改變、刪除源程序，包括插入所需要的代碼，由GCC后端處理并zui終輸出對(duì)應(yīng)硬件平臺(tái)的匯編碼，源程序無(wú)需手工修改便可實(shí)現(xiàn)插裝功能。

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