Este documento resume uma pesquisa sobre o desenvolvimento de uma ferramenta chamada traceAnalyzer para análise de chamadas de função em programas C/C++ usando tracing. O traceAnalyzer usa o tracer LTTng para gravar eventos de um programa em execução e constrói uma árvore de chamadas para elucidar o comportamento dinâmico do programa. Os testes demonstraram que a ferramenta facilita a análise de grandes quantidades de dados de tracing e fornece informações úteis sobre o programa.

1. Aluno: Gabriel Alabarse Rocha Mendes
Orientador: Prof. Doutor Fernando Ryioji Kakugawa
Co-orientador: Pesquisador Isnaldo Francisco de Melo Junior
São Paulo, junho de 2017
Trabalho de Conclusão do Curso de Ciência da
Computação

2. TRACEANALYZER
DESENVOLVIMENTO DE UMA FERRAMENTA PARA ANÁLISE DE
TRACING
DESENVOLVIMENTO DE UMA FERRAMENTA PARA ANÁLISE DE
TRACINGAluno: Gabriel Alabarse Rocha Mendes
Orientador: Prof. Doutor Fernando Ryioji Kakugawa
Co-orientador: Pesquisador Isnaldo Francisco de Melo Junior

3. Sumário
Problema
Introdução
Tracing
traceAnalyzer
Testes
Discussão
Conclusão
Extensão

4. Analisar um programa em C/C++ e suas chamadas de
função sem alterar sua performance
Problema

5. Introdução
Profiling: processo de gravar a execução de um programa
para analisar as suas chamadas.
Debugging: processo de encontrar e resolver defeitos que
impedem o funcionamento correto do software de
computador ou um sistema.

6. Tracing
Tracing: Técnica de baixo overhead do sistema, permitindo
a gravação do eventos de alto e baixo nível.
▶ Espaço do usuário x Espaço kernel
▶ Estático x Dinâmico

7. Tracing
Processos de análise do tracing

8. Tracing
Saída do tracer LTTng, com o Babeltrace

9. traceAnalyzer
Módulos do traceAnalyzer

10. traceAnalyzer
Tela inicial do traceAnalyzer

11. traceAnalyzer
Bash Scripts:
▶ Instrumenta o programa
▶ Roda o tracer LTTng

12. traceAnalyzer
Python Reader:
▶ Algoritmo de construção de uma estrutura de dados de árvore

13. traceAnalyzer
Python Analysis:
▶ Gera árvore de chamadas e tabela com dados das informações

14. traceAnalyzer - Teste 1
Programa 1 - Chamadas Recursivas

15. traceAnalyzer - Teste 1
Trecho do tracing do programa 1 - Chamadas Recursivas

16. traceAnalyzer - Teste 1
Resultados do programa 1 - Chamadas Recursivas

17. traceAnalyzer - Teste 2
Programa 2 - Método de uma classe

18. traceAnalyzer - Teste 2
Resultados do programa 2 - Método de uma classe

19. Discussão
Leitura linear do tracing
Contadores de performance por amostragem: Perf
Construção da árvore: Árvore de chamada
Uso da ferramenta nm

20. Conclusão
traceAnalyzer se mostrou eficaz na análise do tracing pelas
seguintes razões:
▶ Facilitou o processo de análise de uma quantidade considerável
de informação gerada pelo tracing
▶ Elucidou parte do comportamento dinâmico do programa da
aplicação

21. Extensão
traceAnalyzer pode ser estendido na utilização de outros tracers e
outras árvores.
Criação de mecanismos automáticos de comparação e correlação
de árvores complexas.
Mais eventos podem ser incluídos como informação de análise do
programa.

22. Referências
BABELTRACE. Babeltrace. Diamon. 2016. Disponível em <http://diamon.org/babeltrace/>. Acessado
em: 10 abr. 2016.
DESNOYERS, M.. Low-impact operating system tracing. 2009. Dissertação (Ph.D. em Engenharia
da computação) – École Polytechnique de Montréal, Montréal.
LTTNG. LTTng is an open source tracing framework for Linux. LTTng. 2014. Disponível em <
http://lttng.org/docs/>. Acessado em: 1 mar. 2016.
NM. nm(1) - Linux man page. nm(1): symbols from object files - Linux man page. 2009. Disponível em
<https://linux.die.net/man/1/nm>. Acessado em: 10 fev. 2017.

23. Contato
Gabriel Alabarse Rocha Mendes
Email: gabrielmariachi@gmail.com