用CodeViz繪製函數呼叫歷程圖(call graph)

CodeViz是《Understanding The Linux Virtual Memory Manager》(at Amazon，在頁尾)的作者 Mel Gorman 寫的一款分析C/C++原始碼中函數調用關係的open source工具（類似的open source軟體有 egypt、ncc）。其基本原理是給 GCC 打個補丁，讓它在編譯時間每個源檔案時 dump 出其中函數的 call graph，然後用 Perl 指令碼收集並整理調用關係，轉交給Graphviz繪製圖形。

CodeViz 原本是作者用來分析 Linux virtual memory 的源碼時寫的一個小工具，現在已經基本支援 C++ 語言，最新的 1.0.9 版能在 Windows + Cygwin 下順利地編譯使用:)。需要注意的是：1) 下載 GCC 3.4.1 的源碼 gcc-3.4.1.tar.gz 放到 codeviz-1.0.9/compilers，2) 安裝 patch 程式（屬於Utils類），3) 從 http://www.graphviz.org 下載並安裝 Graphviz 2.6。

我用 CodeViz 分析《嵌入式即時作業系統 uC/OS-II (第二版)》中的第一個範常式序，步驟如下：

1. 想辦法讓 gcc 能編譯uC/OS 2.52和範常式序的源碼，每個C源檔案產生對於的.c.cdepn檔案。只要編譯(參數 -c)就行，無需串連。

2. 調用genfull產生full.graph，這個檔案記錄了所有函數在源碼中的位置和它們之間的調用關係。

3. 使用gengraph產生我關心的函數的調用關係。

首先分析main()：

1. gengraph --output-type gif -f main
分析main()的call graph，得到的圖如下，看不出要領：

2. gengraph --output-type gif -f main -s OSInit
暫時不關心OSInit()的內部實現細節(參數 -s)，讓它顯示為一個節點。得到的圖如下，有點亂，不過好多了：

3. gengraph --output-type gif -f main -s OSInit -i "OSCPUSaveSR;OSCPURestoreSR"
基本上每個函數都會有進入/退出臨界區的代碼，忽略之(參數 -i)。得到的圖如下，基本清楚了：

4. gengraph --output-type gif -f main -s "OSInit;OSSemCreate" -i "OSCPUSaveSR;OSCPURestoreSR" -k
OSSemCreate()的內部細節似乎也不用關心，不過保留中間檔案sub.graph(參數 -k)，得到的圖如下，

5. dot -Tgif -o main.gif sub.graph
修改sub.graph，使圖形符合函數調用順序，最後得到的圖如下，有了這個都不用看代碼了:)

接著分析OSTimeDly()的被調用關係：

gengraph --output-type gif -r -f OSTimeDly

看看哪些函數調用了OSTimeDly()，參數 -r ，Task()和TaskStart()都是使用者編寫的函數：

最後看看Task()直接調用了哪些函數：

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

只看從Task出發的第一層調用（參數 -d 1）：

在分析源碼的時候，把這些圖形列印在手邊，在上面做筆記，實在方便得很。