使用CodeViz生成C/C++函数调用关系图
运行环境：虚拟机下的Ubuntu 11.04
结合Graphviz工具，使用CodeViz可以生成直观和漂亮的C/C++程序函数之间的调用关系图。
1、安装graphviz
在安装CodeViz之前，必须先安装它所依赖的工具dot，否则将无法完成./configure操作并提示以下错误信息：
checking for dot...not found
FATAL: The program dot was not in your path. This is probably available for your distribution
with the graphviz package. Install this before running configure again
既可以从http://www.graphviz.org/Download_linux_ubuntu.php 上下载最新版本的graphviz安装程序手动安装，也可以使用以下命令自动安装：
$ sudo apt-get install graphviz graphviz-dev graphviz-doc
程序简要说明：
graphviz - rich set of graph drawing tools graphviz-dev - transitional package for graphviz-dev rename graphviz-doc - additional documentation for graphviz
安装相关库：
$ sudo apt-get install libgv-*
相关库简要说明：
libgv-guile - Guile bindings for graphviz libgv-lua - Lua bindings for graphviz libgv-ocaml - OCaml bindings for graphviz libgv-perl - Perl bindings for graphviz libgv-php5 - Php5 bindings for graphviz libgv-python - Python bindings for graphviz libgv-ruby - Ruby bindings for graphviz libgv-tcl - Tcl bindings for graphviz
2、安装CodeViz
从http://www.skynet.ie/~mel/projects/codeviz/ 上下载CodeViz安装包codeviz-1.0.10.tar.gz以及从ftp://ftp.gnu.org/pub/gnu/gcc/gcc-3.4.6 上下载GCC源码包gcc-3.4.6.tar.gz，并把它们拷贝到Ubuntu下的同一目录下。
然后解压CodeViz安装包，并把gcc-3.4.6.tar.gz拷贝到codeviz-1.0.10/compiler目录下：
$ tar zvxf codeviz-1.0.10.tar.gz $ cd codeviz-1.0.10/ $ cp ../gcc-3.4.6.tar.gz compilers/ //也可以略过这一步，让ncftp(Ubuntu默认未安装)在make执行过程中自动下载gcc-3.4.6.tar.gz $ ./configure
Patched GCC默认安装在/usr/local/gccgraph目录下。
安装GCC时，需要安装下面的库
apt-get install libgmp10-dev libmpfr-dev libmpc-dev
在执行make之前，先通过以下命令创建一个链接文件asm：
$ sudo ln -sf /usr/include/asm-generic/ /usr/include/asm
否则，在make执行过程中会出现在/usr/include/linux/errno.h文件中找不到asm/errno.h文件的错误信息并中止编译。
接下来执行make和make install命令即可在/usr/local/gccgraph目录下创建打过补丁的GCC编译器以及在/usr/local/bin目录下创建两个perl脚本程序genfull和gengraph。
$ make $ sudo make install
3、CodeViz的使用举例
例子源代码如下：
/* test.c */
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
void func(char *p)
{
p = (char *)malloc(20);
}
int main(void)
{
char *str = NULL;
func(str);
strcpy(str, "hello world");
printf("string is %s\n", str);
return 0;
}
使用刚生成的编译器编译test.c，会相应地生成一个test.c.cdepn文件。
$ /usr/local/gccgraph/bin/gcc test.c
test.c.cdepn文件信息：
F {func} {test.c:6}
C {func} {test.c:7} {malloc}
F {main} {test.c:11}
C {main} {test.c:18} {printf}
C {main} {test.c:16} {strcpy}
C {main} {test.c:14} {func}
然后执行genfull脚本生成full.graph。
$ genfull
full.graph文件信息：
digraph fullgraph {
node [ fontname=Helvetica, fontsize=12 ];
"func" [label="func\ntest.c:5:"];
"main" [label="main\ntest.c:10:"];
"func" -> "malloc" [label="test.c:7"];
"main" -> "func" [label="test.c:14"];
"main" -> "strcpy" [label="test.c:16"];
"main" -> "printf" [label="test.c:18"];
}
最后执行gengraph生成函数关系调用图。
$ gengraph -f main --output-type "png"
-f指定最顶层的函数，--output-type指定图片的输出格式。
至于genfull和gengraph的详细使用说明请参考man手册，使用以下命令查看：
$ sudo apt-get install perl-doc //须先安装perl-doc $ genfull --man $ gengraph --man
另外参考：
http://blog.csdn.net/solstice/article/details/486788
CodeViz是《Understanding The Linux Virtual Memory Manager》(at Amazon，下载地址在页尾)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 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：
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：
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：
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，
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:)
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：
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）：
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。
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