程序插裝（Program Instrumentation）概念最先是由J.G.Huang教授提出，是借助往被測程序中插入操作（稱為“探針”），以便獲取程序的控制流和數據流信息，從而實現測試目的的方法。在軟件動態測試中，程序插裝是一種基本的測試手段，應用廣泛，是覆蓋率測試、軟件故障注入和動態性能分析的基礎技術。
　　GCC（GNU ComPIler Collection）是一個高度優化，高度可移植，廣泛使用的編譯系統。它能處理多種語言，包括C/C++、Fortran、Java和Pascal等多種語言前端，而且后端支持幾乎所有的處理器結構。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所支持的語言中都可插入相應的測試代碼（這里只介紹C語言的插裝模塊）。本文將詳細敘述如何修改GCC，使其在編譯每個C函數時，分別將各個形式參數連同該函數名傳遞給一個指定函數。該指定函數的返回值賦予原來的形式參數，從而可以人為控制***裝函數的每個參數實際值，進而完成各種規則下的測試。
　　1 GCC編譯流程分析
　　編譯器的工作是將源代碼（通常使用高級語言編寫）翻譯成目標代碼（通常是低級的目標代碼或者機器語言）。在現代編譯器的實現中，這個工作一般是分為兩個階段來實現的：
　　第一階段，編譯器的前端接收輸入的源代碼，經過詞法、語法和語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行一些優化，并最終生成在目標機器上可運行的代碼。
　　GCC編譯器以一個函數為單位對經過預處理的輸入源文件進行編譯處理。根據GNU Bison（一個類似YACC但功能更強大的文法分析工具）生成的語法分析程序，前端完成語法、語義分析，建立語法樹，并轉換成中間代碼。GCC內部使用了一種能對實際的體系結構做一種抽象的，與硬件平臺無關的語言，這個中間語言就是RTL（Register Ttansfer Language）。通過修改源程序的RTL，可以改變、刪除源程序，包括插入所需要的代碼，由GCC后端處理并最終輸出對應硬件平臺的匯編碼，源程序無需手工修改便可實現插裝功能。
　　GCC的入口點main函數在文件main.c中。此函數非常簡單，只有一條直接調用toplev_main函數的語句。toplev_main函數是在toplev.c文件中定義的，以下我們只關心與編譯有關的源碼，其他的暫時忽略。toplev_main中最重要的是調用了do_complile函數，這個函數從名字看就是做編譯工作的;而在此之后，toplev_main函數就返回了。dD_compile函數也是在tokv.c中定義的，其中真正進行編譯工作的是調用compilte_file函數。compik_file函數最終調用了一個鉤子函數來分析（parse）整個輸入文件：
　　（*lang_hooks.parse_file）（set_yydebug）;
　　這里的lang_hooks是一個全局變量，不同語言的前端對此賦以不同的值。對C語言來說，這條語句相當于調用了c-opts.c中的c_common_parse_file函數。c_com-mon_parse_file中調用了c-parse.c中的c_parse_file函數;在此函數中又調用了同文件中的yyparse函數，該函數負責解析C語言源文件，并轉化為特殊的語法樹結構。該函數是GNU bison將YACC轉變為C語言而自動生成的，所以這段代碼閱讀起來比較困難，但我們并不關心語法分析的細節。在完成函數體的分析后，利用已經建立的tree結構生成RTL，優化后最終輸出匯編碼;自此C函數的編譯就算結束了，這些是由yyparse調用finish_function函數完成的。finish_function函數中最重要的函數是tree_rest_of_compilation（定義在tree_optimize.c中），它是真正實現上述功能的函數。為了說明它所做的具體事情，我們將該函數做了刪減，保留了關鍵的地方。