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高效阅读嵌入式源码系列一：静态分析神器understand软件基本操作

2023-11-02

系列文章目录

高效阅读嵌入式源码系列一：静态分析神器understand软件基本操作
高效阅读嵌入式源码系列二：understand阅读linux、uboot等源码
高效阅读嵌入式源码系列三：understand阅读经keil MDK编译的源码

前言

之前一直使用source insight 4阅读C程序源码，非常喜欢它的context与relation，可惜source insight不能过滤复杂的条件编译（会干扰对源码的理解）。机缘巧合之下，从知乎中获知了understand这个静态分析神器，经几个月的使用，不断阅读各位同仁前辈的文章，加速对understand的熟悉。目前，已基本从source insight转战于understand了。下面，结合各位同仁前辈的文章，将近期使用understand做一个总结，记录于此。

一、understand是什么？

understand是Scitools的产品，目前可找到v6.1版本的下载版，本系列文章以understand v6.1为示例，v6.1 如何下载与安装请自行百度。
understand具有以下几个特点：

  1. 支持多语言：Ada, C, C++, C#, Java, FORTRAN, Delphi, Jovial, and PL/M ，混合语言的project也支持；
  2. 多平台： Windows/Linux/Solaris/HP-UX/IRIX/MAC OS X
  3. 代码语法高亮、代码折迭、交叉跳转、书签等基本阅读功能。
  4. 可以对整个project的architecture、metrics进行分析并输出报表。
  5. 可以对代码生成多种图（butterfly graph、call graph、called by graph、control flow graph、UML class graph等），在图上点击节点可以跳转到对应的源代码位置。
  6. 支持Perl API、python，便于扩展。
  7. 内置的目录和文件比较器。
  8. 支持project的snapshot，并能和自家的TrackBack集成便于监视project的变化。

二、导入项目

导入项目有两种方法，一种是从菜单栏点击File–>New–>Project,另一种是点击下面界面中间的New Project。
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点击后，会进入到如下界面，你可以点击Add Directory添加需要阅读的源码目录，添加目录后点击continue进入下一步。
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在如下出现的界面，选择No.
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在出现的 create your understand project，勾选Configure advanced settings after project creation。同时，选择好将工程保存的位置与工程名字，方便下回阅读源码时open工程。点击Create Project进入下一步。
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稍等几秒钟，会弹出如下界面，对本工程进行配置。
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首先，对本工程涉及的编程语言进行设置，uboot一般涉及到汇编、C等。
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接下来对Files进行配置。像uboot这类大型源码工程，最好精准添加本工程涉及的源文件，不然understand在分析时会卡死（原因是本工程无关源文件太多会导致静态分析太慢）。故，如何精准添加本工程所需的源文件，是值得思考的问题，这将是下一篇文章的内容了，今天聚集于如何使用understand。
点击Files下上部的第二黑色小块，如下图，点击Import a list of files…
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便可导入本工程所需文件的txt（如何生成该txt文件见下一篇文章）。
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下一步设置File Options，主要设置本工程所用的编码格式，一般选择UTF-8。
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接下来，就是针对各编程语言设置编译器类型了。在C++中的Options中，设置分析模式Strict或Fuzzy，一般精准分析Strict。然后是Compiler编译器，有GCC、GNU GCC、Keil arm、IAR ARM等，各位根据需要进行选择。
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还可选择编程语言的标准版本，本工程在Language Standard中选择C99标准。
点击OK，跳出是否开始分析工程的提示框，点击Yes.understand将分析本工程。
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如果将本工程所需文件精准地添加进来后，分析过程会很快，一般为几十秒。understand界面的左下角会显示分析进度与警告、错误等信息。
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警告与错误信息，大多错误一般是某些库某些文件未添加至工程中，如C函数库、类型定义等，各位自己根据情况进行处理。
分析完成后，左侧会出你的项目结构，即Project Browser，中间出现你项目的名称，此时你可以操作左面项目来查看相关代码，如下图所示：
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这么多文件如何快速定位，那肯定是搜索，该软件针对不同位置，不同属性有不同的搜索方法，下面介绍搜索功能。

三、 搜索功能

  1. 左侧项目结构中搜索
    在这个搜索中你可以快速搜索你要查看的文件。快捷键，鼠标点击左侧上面项目结构窗口，然后按Ctrl + F 键会出现如下图所示的搜索框，在框中输入你想要的文件名回车即可打开文件。
    在这里插入图片描述
    在打开的文件的左上角有个 { }… ，点击可选择要阅读的函数名。
    在这里插入图片描述
    同时，可通过view->Scope List打开scope list。
    在这里插入图片描述
    点击scope list函数名，就可在Previewer中看到该函数的实现。
    在这里插入图片描述
  2. 函数方法与变量搜索
    将鼠标定位到右侧代码中，点击Ctrl + F，会弹出搜索框，输入函数方法或变量名 回车即可：
    在这里插入图片描述
  3. 在文件中搜索，也就是全局搜索
    在右侧文件中右侧点击，选择Find in便可选择搜索的范围：本工程or工作空间 等等。
    在这里插入图片描述

快速搜索是软件快速使用必备的技能，包括我们常用的source insight 4一样，快速定位方法，常量等，可以快速帮助我们解决问题。

understand可以绘制流程图等功能，下面就针对这个功能介绍一些图形的绘制功能，帮助你快速分析代码。

四、项目视图

项目视图包含很多的功能，能够自动生成各种流程图结构图，帮助你快速理清代码逻辑、结构等，以便快速理解项目流程，快速开发，视图查看方式有两种，一种是鼠标点击你要查看的函数方法上面，然后右键弹出菜单，鼠标移动到Graphical Views，然后弹出二级菜单，如下图所示
在这里插入图片描述
或者，另一种方式是点击要查看的函数方法，然后找到代码上面菜单栏中的如下图标：然后点击图标右下角的下拉箭头，弹出如下菜单，即可选择查看相关视图
在这里插入图片描述

  1. Butterfly
    如果两个函数间存在关系，就显示这两个函数间的调用和被调用关系：如下图，image_setup_linux函数的关系图。
    在这里插入图片描述2. Calls
    展示从你选择这个函数开始的整个调用链条。
    在这里插入图片描述3. Control Flow
    你选择的这个函数的控制流程图，帮助我们理解某个函数的实现。
    在这里插入图片描述4. UML Sequence Diagram
    展示函数间的时序关系图
    在这里插入图片描述以上几个是我们常用的关系图，剩下几个各位可自行探索、使用。

注意

以上各类项目视图中，均可点击某个函数名，在Previewer中查看其实现。如：
在这里插入图片描述在这里插入图片描述在这里插入图片描述

题外话

各位看官，看到这是不是感觉到understand的强大，一个关系图就可将函数间的关系理得很顺，更别说条件编译的过滤了(未满足条件编译的直接蒙板显示，如下图）。更何况还有流程图、时序图等（还有其他有助于我们理解源码的功能待大家去发掘使用，懂的人自会爱上这款软件。
在这里插入图片描述

五、常用窗口视图

下面介绍常用的几个view.

  1. Previewer
    这个类似source insight 4的context window，欲查看某个函数的实现或变量在哪定义，便可 Ctrl+左健单击 即可在Previewer中查看。如下图image-setup_linux示例
    在这里插入图片描述有Previewer非常香，从source insight 4迁移到understand的成本便会低很多。
    注意：左键单击某个函数或变量时，会在Prewviewer中显示，左键双击则会在右侧主窗口中显示。
  2. Scope List
    之前在介绍搜索功能时，提过ScopeList，这方便我们快速地查看某个函数。注意，左键单击某个函数名时，会在Previewer中显示；左键双击则会在右侧主窗口中显现。
    在这里插入图片描述3. Project Browser
    这个就不用多说了，查看某个工程的所有文件的，可单击快速查看某个文件。
    在这里插入图片描述

六、总结

以上只是对understand做个入门介绍，更多功能还是靠自己去使用、去查看各个功能视图的展示结构以及作用。软件，工具而已，孰能生巧，多操作几下就会了，所以不再做过多的解释。最终希望这款软件能够帮助你快速开发，快速阅读别人的或者自己的代码。

注：
本文参考了这篇博客，非常感谢该文作者，谢谢。
Understand:高效代码静态分析神器详解

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IDEA

c语言

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