Linux源代碼分析工具鏈介紹

作者：ShareHub 2015-08-26 17:38:47

看源代碼是一個程序員必須經歷的事情，也是可以提升能力的一個捷徑。個人認為：要完全掌握一個軟件的方法只有閱讀源碼。在Windows下有sourceinsight這個源碼閱讀軟件，由于我是個Linuxer，并不喜歡用Windows，所以自然是選擇在Linux下閱讀源碼的工具了。

前言

看源代碼是一個程序員必須經歷的事情，也是可以提升能力的一個捷徑。個人認為：要完全掌握一個軟件的方法只有閱讀源碼。

在Windows下有sourceinsight這個源碼閱讀軟件（雖然我沒用過，但是網上評價還不錯），由于我是個Linuxer，并不喜歡用Windows，所以自然是選擇在Linux下閱讀源碼的工具了。

下面我將逐一介紹在Linux下閱讀源碼的工具。

vim+ctags+cscope

源碼閱讀三劍客：vim配合ctags和cscope，足以在源代碼里面自由翱翔，在函數和變量間自由跳轉。

安裝

sudo apt-get install vim ctags cscope

vim

vim的使用就略過了，網上資料很多，不是一篇文章能說完的，未來我可能會寫一篇vim的使用心得。推薦一篇簡明 Vim 練級攻略，看完就差不多會用了。

ctags

ctags的使用很簡單，vim已經內置了對ctags的支持。

首先在源代碼根目錄執行ctags -R，遞歸的為源碼建立tags，在根目錄會生成一個Tags的文件，存放各種函數和變量的tag，便于跳轉：

使光標在函數或變量上，Ctrl + ]即可跳轉到其定義處
Ctrl + t可以回到你跳轉之前的位置

對于簡單的代碼，ctags就夠用了，但是對于比較復雜的代碼來說，ctags顯得有點力不從心，于是，下一位劍客就登場了。

cscope

vim同樣內置了對cscope的支持。

首先在源代碼根目錄執行cscope -Rbq，就會生成cscope.out文件(索引數據庫)

-R: 在生成索引文件時，搜索子目錄樹中的代碼
-b: 只生成索引文件，不進入cscope的界面
-q: 生成cscope.in.out和cscope.po.out文件，加快cscope的索引速度

然后在vim中執行:cs add cscope.out，添加數據庫。

接下來就可以使用:cs find x var進行查找。（x代表查詢選項，var表示要查找的函數或變量名）

cscope支持8種查詢方式

s: 查找C語言符號，即查找函數名、宏、枚舉值等出現的地方
g: 查找函數、宏、枚舉等定義的位置，類似ctags所提供的功能
d: 查找本函數調用的函數
c: 查找調用本函數的函數
t: 查找指定的字符串
e: 查找egrep模式，相當于egrep功能，但查找速度快多了
f: 查找并打開文件，類似vim的find功能
i: 查找包含本文件的文件

例如，我們想在vim 7.0的源代碼中查找調用do_cscope()函數的函數，我們可以輸入：”:cs find c do_cscope“，回車后發現沒有找到匹配的功能，可能并沒有函數調用do_cscope()。我們再輸入”:cs find s do_cscope“，查找這個C符號出現的位置，現在vim列出了這個符號出現的所有位置。

每次都有輸入cs find來查找數據是不是有點麻煩，有沒有更方便的方法呢。當然有，vim的神奇之處在其可定制性。提供一份cscope的配置，將其放在.vimrc中即可。

"""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""
" cscope setting
"""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""
if has("cscope")
  set csprg=/usr/bin/cscope
  set csto=1
  set cst
  set nocsverb
  " add any database in current directory
  if filereadable("cscope.out")
      cs add cscope.out
  endif
  set csverb
endif
 
nmap <C-@>s :cs find s <C-R>=expand("<cword>")<CR><CR>
nmap <C-@>g :cs find g <C-R>=expand("<cword>")<CR><CR>
nmap <C-@>c :cs find c <C-R>=expand("<cword>")<CR><CR>
nmap <C-@>t :cs find t <C-R>=expand("<cword>")<CR><CR>
nmap <C-@>e :cs find e <C-R>=expand("<cword>")<CR><CR>
nmap <C-@>f :cs find f <C-R>=expand("<cfile>")<CR><CR>
nmap <C-@>i :cs find i ^<C-R>=expand("<cfile>")<CR>$<CR>
nmap <C-@>d :cs find d <C-R>=expand("<cword>")<CR><CR>

上面的配置即把Ctrl + @作為:cs find的快捷鍵，也就是說要查找某個函數名，只需要把光標放在函數名上，按下Ctrl + @ + s即可，簡直不能更方便。而且你可以自己修改配置，映射到自己覺得舒服的快捷鍵上。

本著不重復造輪子的原則，我就簡單的寫了cscope的基本用法，其實基本上就夠用了，進階的用法參考這篇文章vi/vim使用進階: 程序員的利器 – cscope。

#p#

doxygen

上面我們講的是用vim來查看源代碼，但是面對幾十萬代碼的時候，想要看清楚各個結構體之間的關系就不是vim能夠做到的了。這時候我們就需要doxygen來幫手了。

Doxygen is the de facto standard tool for generating documentation from annotated C++ sources， but it also supports other popular programming languages such as C, Objective-C, C#, PHP, Java, Python, IDL (Corba, Microsoft, and UNO/OpenOffice flavors), Fortran, VHDL, Tcl, and to some extent D.

doxygen是一個根據源代碼生成文檔的工具，這貨雖然主要是給C++用的，但是它也對其他語言有支持。

安裝直接去官網，按照其指導安裝即可。

下面介紹一下doxygen的使用方法。

首先，在源代碼根目錄執行doxygen -g，然后在根目錄就會突然冒出一個名為Doxyfile的文件，這個文件就是doxygen生成文檔的配置文件了。

那么，重點來了，怎么配置這個文件，默認的配置是根據代碼生成各個結構體的成員數據，然后生成html和latex兩個文件夾，分別是網頁和latex文檔。

說實話，默認生成的文檔并沒有什么卵用，除了讓你更方便的看到各個結構體的組成成員。我們關心的是各個結構體之間的關系，這是針對C而言的。對與C++和java而言，關心的是類之間的關系。所以，默認的配置肯定是要修改的。至于怎么改，看官方文檔。

當然了，如果這篇文章唯一給出的建議就是看文檔，那這篇文章有什么意義呢。大家都知道看文檔可以解決問題，但是時間成本太高，而且是英文的。寫這篇文章的目的是分享自己學習得到的經驗，讓大家少走彎路，如果不能解決你的問題，只能去看文檔了。

接下來我根據我自己看文檔用到的配置跟大家解釋一下。

首先，Doxygen里面的配置可謂又臭又長，你絕對不會有讀完它的欲望。所以我給出幾個關鍵的配置項，到時候搜索它修改即可

這是針對各種語言優化輸出的選項，默認都是NO，因為它不清楚你用的是什么語言(話說看一下后綴不就知道了嗎…)
```
OPTIMIZE_OUTPUT_FOR_C
OPTIMIZE_OUTPUT_JAVA
OPTIMIZE_FOR_FORTRAN
OPTIMIZE_OUTPUT_VHDL
```
這個是生成文檔的類型的選項，默認生成html和latex，共支持六種類型的文檔，每種類型的生成配置也是很多，具體根據需要配置
```
GENERATE_HTML
GENERATE_LATEX
GENERATE_RTF
GENERATE_XML
GENERATE_DOCBOOK
GENERATE_MAN
```
關于生成圖像的選項。doxygen使用dot這個工具來繪圖，所以要先執行sudo apt-get install graphviz安裝dot。在設置好這個繪圖選項之后，doxygen就會生成各個結構體的關系，對于類會生成函數調用關系(我沒試過，因為只試過C的)。
```
HAVE_DOT (一定要置為YES，后面的選項都依賴這個)
DOT_NUM_THREADS (使用dot繪圖的線程數量，越多越快，我一般是設置跟cpu的核數一樣)
```

給一個結構體關系圖，就是doxygen生成的。

[machine_class]

最后一步，在源碼根目錄執行doxygen，它會自動找到Doxygen配置，根據配置生成文檔。

gdb

最后一個工具，大名鼎鼎的gdb。分析源碼執行流程的最好方式的是運行它，然后一步步執行。用來觀察它最好的工具當然是gdb了(針對C/C++)。

gdb的使用我也不打算造輪子，直接參考用GDB調試程序，這篇寫的很好，通俗易懂。

后記

以上就是我在閱讀源碼的時候使用的Linux工具，三劍客vim+ctags+cscope，兩板斧doxygen gdb，足以馳騁源代碼的江湖。

以上工具，vim和gdb是最難學的，學習曲線很陡峭。但是學好之后，就能守得云開見月明。

責任編輯：火鳳凰來源： ShareHub博客

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