Linux 平台下阅读源码的工具链

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

sudo apt-get install vim ctags cscope

1	sudo apt - get install vim ctags cscope

使用

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.

""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""" " 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>

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"" "" "" "" "" "" "" "" "" "" "" "" "" "" "" "" "" "" "" "" "" "" "" "" "" "" "" "" "" "" "" " " 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…)
  
  OPTIMIZE_OUTPUT_FOR_C OPTIMIZE_OUTPUT_JAVA OPTIMIZE_FOR_FORTRAN OPTIMIZE_OUTPUT_VHDL

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  OPTIMIZE_OUTPUT_FOR_C OPTIMIZE_OUTPUT_JAVA OPTIMIZE_FOR_FORTRAN 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
  
  GENERATE_HTML GENERATE_LATEX GENERATE_RTF GENERATE_XML GENERATE_DOCBOOK GENERATE_MAN

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  GENERATE_HTML GENERATE_LATEX GENERATE_RTF GENERATE_XML GENERATE_DOCBOOK 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).
  
  HAVE_DOT (一定要置为YES,后面的选项都依赖这个) 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) //以下两个选项跟生成函数调用关系图有关 CALL_GRAPH CALLER_GRAPH EXTRACT_ALL //把所有实体都输出到文档,不管它是否能被描述 EXTRACT_STATIC //把静态变量也输出到文档中 EXTRACT_PRIVATE //把私有变量也输出到文档中

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  HAVE_DOT (一定要置为 YES ,后面的选项都依赖这个 ) 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 ) //以下两个选项跟生成函数调用关系图有关 CALL_GRAPH CALLER_GRAPH EXTRACT_ALL //把所有实体都输出到文档,不管它是否能被描述 EXTRACT_STATIC //把静态变量也输出到文档中 EXTRACT_PRIVATE //把私有变量也输出到文档中

  
  给一个结构体关系图,就是doxygen生成的.
  
• 关于源码搜索路径,默认是搜索本目录的源代码,大部分情况下源码是分布在各个子目录的.
  
  RECURSIVE = YES

  1	RECURSIVE = YES

  
  默认RECURSIVE是NO,所以记得把它设置为YES,递归搜索子目录. 感谢soglad的留言提醒

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.

参考文章,感谢帮助
vi/vim使用进阶: 程序员的利器 – cscope