用CodeViz绘制函数调用关系图(call graph)

ゞ浴缸里的玫瑰 2022-08-08 17:40 167阅读 0赞

CodeViz是《[Understanding The Linux Virtual Memory Manager][]》([at Amazon][]，[下载地址][Link 1]在页尾)的作者 [Mel Gorman][] 写的一款分析C/C++源代码中函数调用关系的open source工具（类似的open source软件有 [egypt][]、[ncc][]）。其基本原理是给 GCC 打个补丁，让它在编译时每个源文件时 dump 出其中函数的 call graph，然后用 Perl 脚本收集并整理调用关系，转交给[Graphviz][]绘制图形。

CodeViz 原本是作者用来分析 Linux virtual memory 的源码时写的一个小工具，现在已经基本支持 C++ 语言，最新的 1.0.9 版能在 Windows + Cygwin 下顺利地编译使用:)。需要注意的是：1) 下载 GCC 3.4.1 的源码 [gcc-3.4.1.tar.gz][] 放到 codeviz-1.0.9/compilers，2) 安装 patch 程序（属于Utils类），3) 从 [http://www.graphviz.org][Graphviz] 下载并安装 Graphviz 2.6。

我用 CodeViz 分析《嵌入式实时操作系统 uC/OS-II (第二版)》中的第一个范例程序，步骤如下：

1. 想办法让 gcc 能编译uC/OS 2.52和范例程序的源码，每个C源文件生成对于的.c.cdepn文件。只要编译(参数`-c`)就行，无需连接。

2. 调用genfull生成full.graph，这个文件记录了所有函数在源码中的位置和它们之间的调用关系。

3. 使用gengraph生成我关心的函数的调用关系。

首先分析main()：

1. `gengraph --output-type gif -f main`  
分析main()的call graph，得到的图如下，看不出要领：  
[![Image 1][]][Image 1 1]

2. `gengraph --output-type gif -f main -s OSInit`  
暂时不关心OSInit()的内部实现细节(参数`-s`)，让它显示为一个节点。得到的图如下，有点乱，不过好多了：  
[![Image 1][]][Image 1 2]

3. `gengraph --output-type gif -f main -s OSInit -i "OSCPUSaveSR;OSCPURestoreSR"`  
基本上每个函数都会有进入/退出临界区的代码，忽略之(参数`-i`)。得到的图如下，基本清楚了：  
[![Image 1][]][Image 1 3]

4. `gengraph --output-type gif -f main -s "OSInit;OSSemCreate" -i "OSCPUSaveSR;OSCPURestoreSR" -k`  
OSSemCreate()的内部细节似乎也不用关心，不过保留中间文件sub.graph(参数`-k`)，得到的图如下，  
[![Image 1][]][Image 1 4]

5. `dot -Tgif -o main.gif sub.graph`  
修改sub.graph，使图形符合函数调用顺序，最后得到的图如下，有了这个都不用看代码了:)  
![Image 1][]

接着分析OSTimeDly()的被调用关系：

gengraph --output-type gif -r -f OSTimeDly  
  
看看哪些函数调用了OSTimeDly()，参数 -r ，Task()和TaskStart()都是用户编写的函数：

![Image 1][]

最后看看Task()直接调用了哪些函数：

gengraph --output-type gif -d 1 -f Task

只看从Task出发的第一层调用（参数 -d 1）：

![Image 1][]

在分析源码的时候，把这些图形打印在手边，在上面做笔记，实在方便得很。

[Understanding The Linux Virtual Memory Manager]: http://www.phptr.com/title/0131453483
[at Amazon]: http://www.amazon.com/exec/obidos/tg/detail/-/0131453483/002-9292664-2255245
[Link 1]: http://www.phptr.com/promotion/1484
[Mel Gorman]: http://www.skynet.ie/~mel/
[egypt]: http://www.gson.org/egypt/egypt.html
[ncc]: http://students.ceid.upatras.gr/~sxanth/ncc/
[Graphviz]: http://www.graphviz.org
[gcc-3.4.1.tar.gz]: ftp://ftp.gnu.org/pub/gnu/gcc/gcc-3.4.1/gcc-3.4.1.tar.gz
[Image 1]: 
[Image 1 1]: http://blog.csdn.net/images/blog_csdn_net/Solstice/main1.gif
[Image 1 2]: http://blog.csdn.net/images/blog_csdn_net/Solstice/main2.gif
[Image 1 3]: http://blog.csdn.net/images/blog_csdn_net/Solstice/main3.gif
[Image 1 4]: http://blog.csdn.net/images/blog_csdn_net/Solstice/main4.gif