Linux源代码分析工具链

转自https://linux.cn/article-6091-1.html

前言

看源代码是一个程序员必须经历的事情，也是可以提升能力的一个捷径。个人认为： 要完全掌握一个软件的方法只有阅读源码。

在Windows下有sourceinsight这个源码阅读软件（虽然我没用过，但是网上评价还不错），由于我是个Linuxer，并不喜欢用Windows，所以自然是选择在Linux下阅读源码的工具了。

下面我将逐一介绍在Linux下阅读源码的工具。

vim+ctags+cscope

源码阅读三剑客：vim配合ctags和cscope，足以在源代码里面自由翱翔，在函数和变量间自由跳转。

安装

1. sudo apt-get install vim ctags cscope

vim

vim的使用就略过了，网上资料很多，不是一篇文章能说完的，未来我可能会写一篇vim的使用心得。推荐一篇简明 Vim 练级攻略，看完就差不多会用了。

ctags

ctags的使用很简单，vim已经内置了对ctags的支持。

首先在源代码根目录执行ctags -R，递归的为源码建立tags，在根目录会生成一个Tags的文件，存放各种函数和变量的tag，便于跳转：

• 使光标在函数或变量上，Ctrl + ]即可跳转到其定义处
• Ctrl + t可以回到你跳转之前的位置

对于简单的代码，ctags就够用了，但是对于比较复杂的代码来说，ctags显得有点力不从心，于是，下一位剑客就登场了。

cscope

vim同样内置了对cscope的支持。

首先在源代码根目录执行cscope -Rbq，就会生成cscope.out文件(索引数据库)

• -R: 在生成索引文件时，搜索子目录树中的代码
• -b: 只生成索引文件，不进入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中执行:cs add cscope.out，添加数据库。

接下来就可以使用:cs find x var进行查找。（x代表查询选项，var表示要查找的函数或变量名）

cscope支持8种查询方式

• s: 查找C语言符号，即查找函数名、宏、枚举值等出现的地方
• g: 查找函数、宏、枚举等定义的位置，类似ctags所提供的功能
• d: 查找本函数调用的函数
• c: 查找调用本函数的函数
• t: 查找指定的字符串
• e: 查找egrep模式，相当于egrep功能，但查找速度快多了
• f: 查找并打开文件，类似vim的find功能
• i: 查找包含本文件的文件

例如，我们想在vim 7.0的源代码中查找调用do_cscope()函数的函数，我们可以输入：”:cs find c do_cscope“，回车后发现没有找到匹配的功能，可能并没有函数调用do_cscope()。我们再输入”:cs find s do_cscope“，查找这个C符号出现的位置，现在vim列出了这个符号出现的所有位置。

每次都有输入cs find来查找数据是不是有点麻烦，有没有更方便的方法呢。当然有，vim的神奇之处在其可定制性。提供一份cscope的配置，将其放在.vimrc中即可。

1. """""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""
2. " cscope setting
3. """""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""
4. if has("cscope")
5. set csprg=/usr/bin/cscope
6. set csto=1
7. set cst
8. set nocsverb
9. " add any database in current directory
10. if filereadable("cscope.out")
11. cs add cscope.out
12. endif
13. set csverb
14. endif
16. nmap <C[email protected]>s :cs find s <C-R>=expand("<cword>")<CR><CR>
17. nmap <C[email protected]>g :cs find g <C-R>=expand("<cword>")<CR><CR>
18. nmap <C[email protected]>c :cs find c <C-R>=expand("<cword>")<CR><CR>
19. nmap <C[email protected]>t :cs find t <C-R>=expand("<cword>")<CR><CR>
20. nmap <C[email protected]>e :cs find e <C-R>=expand("<cword>")<CR><CR>
21. nmap <C[email protected]>f :cs find f <C-R>=expand("<cfile>")<CR><CR>
22. nmap <C[email protected]>i :cs find i ^<C-R>=expand("<cfile>")<CR>$<CR>
23. nmap <C[email protected]>d :cs find d <C-R>=expand("<cword>")<CR><CR>

上面的配置即把Ctrl + @作为:cs find的快捷键，也就是说要查找某个函数名，只需要把光标放在函数名上，按下Ctrl + @ + s即可，简直不能更方便。而且你可以自己修改配置，映射到自己觉得舒服的快捷键上。

本着不重复造轮子的原则，我就简单的写了cscope的基本用法，其实基本上就够用了，进阶的用法参考这篇文章vi/vim使用进阶: 程序员的利器 – cscope。

doxygen

上面我们讲的是用vim来查看源代码，但是面对几十万代码的时候，想要看清楚各个结构体之间的关系就不是vim能够做到的了。这时候我们就需要doxygen来帮手了。

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是一个根据源代码生成文档的工具，这货虽然主要是给C++用的，但是它也对其他语言有支持。

安装直接去官网，按照其指导安装即可。

下面介绍一下doxygen的使用方法。

首先，在源代码根目录执行doxygen -g，然后在根目录就会突然冒出一个名为Doxyfile的文件，这个文件就是doxygen生成文档的配置文件了。

那么，重点来了，怎么配置这个文件，默认的配置是根据代码生成各个结构体的成员数据，然后生成html和latex两个文件夹，分别是网页和latex文档。

说实话，默认生成的文档并没有什么卵用，除了让你更方便的看到各个结构体的组成成员。我们关心的是各个结构体之间的关系，这是针对C而言的。对与C++和java而言，关心的是类之间的关系。所以，默认的配置肯定是要修改的。至于怎么改，看官方文档。

当然了，如果这篇文章唯一给出的建议就是看文档，那这篇文章有什么意义呢。大家都知道看文档可以解决问题，但是时间成本太高，而且是英文的。写这篇文章的目的是分享自己学习得到的经验，让大家少走弯路，如果不能解决你的问题，只能去看文档了。

接下来我根据我自己看文档用到的配置跟大家解释一下。

首先，Doxygen里面的配置可谓又臭又长，你绝对不会有读完它的欲望。所以我给出几个关键的配置项，到时候搜索它修改即可

• 这是针对各种语言优化输出的选项，默认都是NO，因为它不清楚你用的是什么语言(话说看一下后缀不就知道了吗…)
  1. OPTIMIZE_OUTPUT_FOR_C
  2. OPTIMIZE_OUTPUT_JAVA
  3. OPTIMIZE_FOR_FORTRAN
  4. OPTIMIZE_OUTPUT_VHDL
• 这个是生成文档的类型的选项，默认生成html和latex，共支持六种类型的文档，每种类型的生成配置也是很多，具体根据需要配置
  1. GENERATE_HTML
  2. GENERATE_LATEX
  3. GENERATE_RTF
  4. GENERATE_XML
  5. GENERATE_DOCBOOK
  6. GENERATE_MAN
• 关于生成图像的选项。doxygen使用dot这个工具来绘图，所以要先执行sudo apt-get install graphviz安装dot。在设置好这个绘图选项之后，doxygen就会生成各个结构体的关系，对于类会生成函数调用关系(我没试过，因为只试过C的)。
  1. HAVE_DOT (一定要置为YES，后面的选项都依赖这个)
  2. DOT_NUM_THREADS (使用dot绘图的线程数量，越多越快，我一般是设置跟cpu的核数一样)

给一个结构体关系图，就是doxygen生成的。

[machine_class]

最后一步，在源码根目录执行doxygen，它会自动找到Doxygen配置，根据配置生成文档。

gdb

最后一个工具，大名鼎鼎的gdb。分析源码执行流程的最好方式的是运行它，然后一步步执行。用来观察它最好的工具当然是gdb了(针对C/C++)。

gdb的使用我也不打算造轮子，直接参考用GDB调试程序，这篇写的很好，通俗易懂。

后记

以上就是我在阅读源码的时候使用的Linux工具，三剑客vim+ctags+cscope，两板斧doxygen gdb，足以驰骋源代码的江湖。

以上工具，vim和gdb是最难学的，学习曲线很陡峭。但是学好之后，就能守得云开见月明。