Codetools/ru

From Free Pascal wiki

Deutsch (de) English (en) français (fr) русский (ru)

Что такое codetools?

Codetools - это пакет Lazarus, предоставляющий инструменты для анализа, изучения, редактирования и рефакторинга исходных кодов Pascal. Codetools был упакован в своем собственном модуле и лицензирован под лицензией GPL. Многие примеры, показывающие, как использовать codetools в ваших собственных программах, можно найти в components/codetools/examples.

svn:

Использование codetools без IDE

Вы можете использовать codetools без IDE. Это может быть использовано для тестирования нового инструмента. Простой пример

 <lazarusdir>/components/codetools/examples/methodjumping.lpi

Чтобы проверить декларацию find, codetools необходимо проанализировать исходники. Особенно исходники RTL и FCL. В примерах используются следующие переменные среды:

  • FPCDIR: путь к исходникам FPC, по умолчанию это ~/freepascal/fpc.
  • PP: pпуть к исполняемому файлу компилятора (/usr/bin/fpc or /usr/bin/ppc386 or C:\lazarus\ppc386.exe). Codetools нужно спросить компилятор о настройках. По умолчанию поиск 'fpc' осуществляется через переменную PATH.
  • FPCTARGETOS: скажите codetools сканировать другую операционную систему (кросс-компиляция). Например: linux, freebsd, darwin, win32, win64, wince
  • FPCTARGETCPU: при сканировании для другого процессора. Например: i386, powerpc, x86_64, arm, sparc
  • LAZARUSDIR: путь к исходникам Lazarus. Требуется только если вы хотите их сканировать.

FPC - очень сложный проект с множеством путей поиска, включающих файлы и макросы. Codetools должен знать все эти пути и макросы для анализа этих джунглей. Чтобы легко все это настроить, codetools содержит предопределенные шаблоны для исходных каталогов FPC, Lazarus, Delphi и Kylix.

Смотрите пример объявления поиска

 <lazarusdir>/components/codetools/examples/finddeclaration.lpi

Поскольку исходники FPC содержат несколько версий некоторых модулей, и исходники FPC часто меняются, codetools не используют фиксированную таблицу путей, а скорее сканируют всю структуру каталогов FPC при первом использовании, применяя набор правил, определяющих, что это - правильный исходник для текущих TargetOS и TargetCPU. Это сканирование может занять некоторое время в зависимости от скорости вашего диска. Все примеры сохраняют результат в codetools.config, так что при следующем запуске Lazarus это возможно длительное сканирование будет пропущено.

Когда бы ни изменялись исходники FPC или переименовывалось устройство, просто удалите файл codetools.config. IDE Lazarus имеет свой собственный файл конфигурации и выполняет повторное сканирование всякий раз, когда изменяется исполняемый файл компилятора (или когда пользователь вызывает 'Tools > Rescan FPC source directory').

Задание путей поиска и макросов

Codetools использует [конструкцию] "define templates" (шаблоны определений) для генерации путей поиска и макросов. Шаблон определений является деревом правил.

Вот пример того, как расширить глобальный путь включения и запросить путь включения каталога:

uses
  Classes, SysUtils, CodeToolManager, DefineTemplates, FileProcs;
  
var
  Directory: String;
  IncPathTemplate: TDefineTemplate;
begin
  Directory:=ExpandFileNameUTF8(GetCurrentDirUTF8);

  // добавление подшаблона для расширения включающего пути поиска #IncPath.
  IncPathTemplate:=TDefineTemplate.Create(
    'Add myincludes to the IncPath',  // имя шаблона, полезно для его поиска в дальнейшем (необязательно)
    'Add /tmp/myincludes to the include search path', // описание (необязательно)
    IncludePathMacroName,  // имя переменной: #IncPath
    '$('+IncludePathMacroName+');/tmp/myincludes' // новое значение: $(#IncPath);/tmp/myincludes
    ,da_DefineRecurse
    );
  // добавляем шаблон включающего пути в дерево
  CodeToolBoss.DefineTree.Add(IncPathTemplate);

  writeln('Directory="',Directory,'"',
    ' IncPath="',CodeToolBoss.GetIncludePathForDirectory(Directory),'"');
end.

Шаблон определений макроса

Макросы, заданные [при помощи] шаблона определений, используются синтаксическим анализатором Pascal. В Codetools есть функции, позволяющие запрашивать у Free Pascal Compiler свои макросы и преобразовывать их для шаблонов определений. Это делается [с помощью] CodeToolBoss.Init(Options);, который вы можете найти во многих примерах.

Кроме того, есть несколько предопределенных макросов, которые начинаются с хеша (#). См. модуль definetemplates для [получения] полного списка. Вот несколько важных [из них]:

  ExternalMacroStart = '#';
  // Стандартные макросы
  DefinePathMacroName = ExternalMacroStart+'DefinePath'; // текущий каталог
  UnitPathMacroName = ExternalMacroStart+'UnitPath'; // путь поиска объекта, разделенный точкой с запятой (такой же, как для FPC)
  IncludePathMacroName = ExternalMacroStart+'IncPath'; // путь поиска включаемого файла, разделенный точкой с запятой (такой же, как для FPC)
  SrcPathMacroName = ExternalMacroStart+'SrcPath'; // путь поиска исходника модуля, разделенный точкой с запятой (не указывается для FPC)

Например, IncludePathMacroName - это #IncPath и используется для определения пути поиска включаемого файла. Имейте в виду, что значения макросов зависят от каталога.

Значения шаблонов определений могут содержать макросы. Макрос должен быть заключен в [символ] доллара и скобки: $(macro).

В приведенном выше примере значение было '$('+IncludePathMacroName+');/tmp/myinclude' , которое эквивалентно '$(#IncPath);/tmp/myinclude' , и которое выполняется для старого включаемого пути поиска + ;/tmp/myinclude, что означает добавление пути. Для удобства чтения вы можете использовать константу IncludePathMacro вместо '$('+IncludePathMacroName+')' :

  DefinePathMacro          = '$('+DefinePathMacroName+')'; // путь к определенному шаблону
  UnitPathMacro            = '$('+UnitPathMacroName+')';
  IncludePathMacro         = '$('+IncludePathMacroName+')';
  SrcPathMacro             = '$('+SrcPathMacroName+')';

Шаблон определений действий

Шаблон определений имеет имя, необязательное описание, переменную, значение и действие. Имя и описание не являются обязательными. Значение переменной и значение [шаблона определений] зависит от действия. Вы можете добавить шаблоны определения как дочерние элементы шаблонов определения - создавая дерево шаблонов определения. Вы можете увидеть много примеров для определения шаблонов в диалоговом окне Lazarus'а Tools / CodeTools Defines Editor.

  • da_Block - используется для группировки шаблонов. Когда блок выполняется, выполняются и все дочерние элементы.
  • da_Directory - используйте это, чтобы определить все правила каталога. Если это корневой каталог, задайте для параметра Value полный развернутый путь к каталогу (используйте функцию CleanAndExpandDirectory). Если это подкаталог (родительский шаблон - это каталог), то значение - это подкаталог. Может содержать макросы. Дочерние объекты выполняются только в том случае, если каталог соответствует.
  • da_Define - устанавливает значение (Value) макроса (Variable) текущего каталога. Значение может содержать макросы. Обратите внимание, что когда значение макроса установлено в пустую строку , оно все еще определено, это означает, что {$IFDEF variable} все равно будет true. Дочерние элементы не выполняются.
  • da_Undefine - очищает макрос (Variable) текущего каталога. {$IFDEF macro} является равным false . Дочерние элементы не выполняются.
  • da_DefineRecurse - как и da_Define, но для текущего каталога и подкаталогов.
  • da_UndefineRecurse - как и da_Undefine, но для текущего каталога и подкаталогов.
  • da_UndefineAll - очищает все значения макросов.
  • da_IfDef - если макрос Variable определен, тогда выполняются дочерние элементы и пропускаются следующие da_Else и da_ElseIf.
  • da_IfNDef - если макрос Variable не определен, тогда выполняются дочерние элементы и пропускаются следующие da_Else и da_ElseIf.
  • da_If,daElseIf - если выполнение логического выражения Value приводит к true, тогда выполняются дочерние элементы и пропускаются следующие da_Else и da_ElseIf. Значение может содержать макросы.
  • da_Else - когда этот шаблон будет выполнен, выполняются все дочерние элементы.

Как расширить включаемый путь каталога

См. пример lazarus/components/codetools/examples/setincludepath.lpr. Он демонстрирует использование относительных путей, абсолютных путей, как использовать DefinePathMacro и разницу между da_Define и da_DefineRecurse.

Использование codetools в IDE с IDEIntf

См. пакет <lazarusdir>/examples/idequickfix/quickfixexample.lpk. Он демонстрирует:

  • Как написать пакет IDE. Когда вы устанавливаете этот пакет, он регистрирует элемент Quick Fix в IDE.
  • Как написать элемент Quick Fix для сообщения компилятора: 'Parameter "Sender" not used' (Параметр "Sender" не используется)
  • Как использовать codetools для:
    • [синтаксического] разбора модуля
    • преобразования данных Filename, Line и Column в исходную позицию codetools
    • поиска узла codetools в позиции курсора
    • поиска узла процедуры и узла begin..end
    • создания прекрасной позиции вставки для оператора в начале блока begin..end
    • получения информации об отступах строки, чтобы новая строка работала также в подпроцедуре
    • вставки кода, используя codetools

Правила Codetools для исходников FPC

Когда codetools ищет исходник FPC-процессора, он использует набор правил. Вы можете написать свои собственные правила, но обычно вы будете использовать стандартные правила, которые определены в include-файле components/codetools/fpcsrcrules.inc. Вы можете проверить правила с помощью утилиты командной строки: components/codetools/examples/testfpcsrcunitrules.lpi.

Использование testfpcsrcunitrules

Usage: lazarus/components/codetools/examples/testfpcsrcunitrules -h

  -c <compiler file name>, --compiler=<compiler file name>
         По умолчанию используется переменная окружения PP.
         Если это не установлено, ищите fpc

  -T <target OS>, --targetos=<target OS>
         По умолчанию используется переменная окружения FPCTARGET.
         Если это не установлено, используйте компилятор по умолчанию.

  -P <target CPU>, --targetcpu=<target CPU>
         По умолчанию используется переменная окружения FPCTARGETCPU.
         Если это не установлено, используйте компилятор по умолчанию.

  -F <FPC source directory>, --fpcsrcdir=<FPC source directory>
         По умолчанию используется переменная окружения FPCDIR.
         Значения по умолчанию нет.

  -u <unit name>, --checkunit=<unit name>
         Напишите подробный отчет об этом модуле.

Пример для testfpcsrcunitrules

Откройте testfpcsrcunitrules.lpi в IDE и скомпилируйте его. Затем запустите утилиту в терминале/консоли:

./testfpcsrcunitrules -F ~/fpc/sources/2.5.1/fpc/

Это скажет вам, какой компилятор используется, какой компилятор выполняется, какие файлы конфигурации были протестированы и проанализированы, и предупредит вас о дублирующих модулях в пути поиска FPC и о дублировании исходных файлов модулей.

Note-icon.png

Примечание: В этом примере результаты кэшируются в файле codetools.config. Вы должны удалить codetools.config при обновлении компилятора или файла fpc.cfg.

Дубликаты исходных файлов

[Допустим,] вы обнаруживаете, что codetools открывает для целевого wince/arm неправильный исходник модуля mmsystem. Запустите инструмент с параметром -u:

./testfpcsrcunitrules -F ~/fpc/2.5.1/fpc/ -T wince -P arm -u mmsystem

Это даст вам подробный отчет о том, где был найден этот модуль и какую оценку получил каждый исходный файл. Например:

Unit report for mmsystem

WARNING: mmsystem is not in PPU search path
GatherUnitsInFPCSources UnitName=mmsystem File=packages/winunits-base/src/mmsystem.pp Score=11
GatherUnitsInFPCSources UnitName=mmsystem File=packages/winceunits/src/mmsystem.pp Score=11 => duplicate

Это означает, что есть два исходных файла с одинаковым счетом, поэтому инструменты кодинга взяли первый. Последний в модулях wince предназначен для целевой [платформы] wince, а первый - для win32 и win64.

Теперь откройте файл правил fpcsrcrules.inc.

Правила работают так:

Score:=10;
Targets:='wince';
Add('packages/winceunits');

Add добавляет правило для всех файлов, начинающихся с 'packages/winceunits', которое добавляет 10 баллов ко всем этим файлам. Targets - это список целевых операционных систем и/или целевых процессоров через запятую. Например, Targets='wince,linux,i386' означает: применить эти правила к TargetOS wince или linux и ко всем TargetCPU i386.

Как codetools анализирует источники по-другому, нежели компилятор

Компилятор оптимизирован для линейного анализа кода и загрузки необходимых модулей и включаемых файлов, как только он анализирует секцию uses или директиву. Codetools оптимизирован для анализа только определенных разделов кода. Например, для перехода от объявления метода к телу метода нужен только модуль и его включаемые файлы. Когда codetool ищет объявление, он ищет в обратном направлении. Это означает, что он начинает поиск в локальных переменных, а затем вверх от [секции] implementation. Когда он находит секцию uses, он ищет идентификаторы в секции interface модулей. Когда идентификатор найден, он останавливается. Результат и некоторые промежуточные шаги кэшируются. Поскольку часто требуется проанализировать только несколько разделов интерфейса, он очень быстро находит индивидуальный идентификатор.

Codetools анализируют источник не за один шаг (как это делает компилятор), а за несколько шагов, которые зависят от того, что нужно текущему codetool:

  • Сначала исходный файл загружается в TCodeBuffer. В среде IDE этот шаг используется для изменения кодировки на UTF8. Файлы хранятся в памяти и перезагружаются только в случае изменения даты изменения или возврата файла вручную. Есть несколько инструментов и функций, которые работают непосредственно с буфером.
  • Следующим шагом является анализ модуля (или include-файла). Модуль должен анализироваться с самого начала, поэтому codetools пытается найти основной файл, первый файл модуля. Это достигается путем поиска директивы в первой строке, например {% MainUnit ../lclintf.pp}. Если этого не существует, он выполняет поиск в кэше includelink. Среда IDE сохраняет этот кэш на диск, поэтому среда IDE обучается с течением времени.
  • После нахождения основного файла TLinkScanner анализирует источник. Он обрабатывает директивы компилятора, такие как директивы include и директивы условной компиляции. Сканеру может быть задан диапазон, например, он может анализировать только интерфейс модулей. Сканер создает чистый исходник. Чистый исходный код составляется из всех включаемых файлов, очищенных от директив условной компиляции else, которые пропускаются. Он также создает список ссылок, которые отображают чистый исходный код в реальные исходные файлы. Чистым исходным кодом теперь является Pascal, не содержащий кода else. Примечание: есть также инструменты, предназначенные для сканирования единого исходного кода для всех директив. Эти инструменты создают дерево директив.
  • После создания очищенного исходника TCodeTool анализирует его и создает дерево TCodeTreeNode. Он также может указать диапазон. Этот анализатор пропускает несколько частей, например члены класса, блоки begin..end и списки параметров. Многим инструментам они не нужны. Эти подузлы создаются по запросу. У TCodeTreeNode есть диапазон StartPos..EndPos, который является чистой позицией, то есть позицией в очищенном исходнике. Есть только узлы для важных частей. Создание узлов для каждой детали требует больше памяти, чем сам исходник, и [на практике] редко востребовано. Существует множество функций, чтобы узнать детали. Например, если функция имеет соглашение о вызовах 'cdecl'.
  • При поиске идентификатора поиск сохраняет базовые типы, которые он находит, и создает кэши для всех идентификаторов в разделе interface.

Каждый уровень имеет свои собственные кэши, которые необходимо проверять и обновлять перед вызовом функции. Многие функции высокого уровня, доступные через CodeToolBoss, делают это автоматически. Для других ответственность за это лежит на [том, кто их] вызывает.

Пример для:

unit1.pas:

unit Unit1;
{$I settings.inc}
interface
uses
  {$IFDEF Flag}
  unix,
  {$ELSE}
  windows,
  {$ENDIF}
  Classes;

settings.inc:

{%MainUnit unit1.pas}
{$DEFINE Flag}

очищенный исходник:

unit Unit1;
{$I settings.inc}{%MainUnit unit1.pas}
{$DEFINE Flag}
interface
uses
  {$IFDEF Flag}
  unix,
  {$ELSE}{$ENDIF}
  Classes;

Подсказка: чтобы было легко разобрать модуль и построить узлы, используйте CodeToolBoss.Explore.

CleanPos и CursorPos

Есть несколько методов для определения позиции в codetools.

Абсолютная позиция codetools связана с исходником как непрерывная строка, начинающаяся с символа 1. Например, TCodeBuffer хранит содержимое файла как одну строку в своем свойстве Source. Позиции каретки или курсора задаются как X,Y, где X - номер столбца, а Y - номер строки. Каждое значение (X и Y) начинается с 1. TCodeBuffer предоставляет функции-члены LineColToPosition и AbsoluteToLineCol для преобразования между значениями (X, Y) и абсолютной позицией codetools. При работе с несколькими исходными файлами (например, модулем, который может содержать несколько включаемых файлов), чистая позиция относится к абсолютной позиции в разобранном коде Src. Здесь Src - строка, чья чистая позиция начинаются с 1. Позиция курсора указывается как TCodeXYPosition (Code,X,Y). TCodeTool предоставляет функции CaretToCleanPos и CleanPosToCaret для преобразования между ними.

Вставка, удаление, замена - TSourceChangeCache

При внесении изменений в исходный код модуля (или его включаемых файлов) вы должны использовать [функцию] CodetoolBoss.SourceChangeCache вместо непосредственного изменения исходника.

  • Простое использование: Connect, Replace, Replace, ... Apply. См. ниже.
  • Вы можете использовать cleanpos, как указано в дереве узлов, ИЛИ вы можете использовать точное положение в файле.
  • Вы можете использовать Replace для вставки и удаления, что автоматически вызывает события, поэтому подключенные редакторы уведомляются об изменениях.
  • Он может автоматически вставлять необходимые пробелы, разрывы строк или пустые строки перед или после каждой замены. Например, вы определяете, что впереди должна быть пустая строка. SourceChangeCache проверяет, что вставлено и сколько места уже есть, и вставит необходимое пространство.
  • Он проверяет, доступен ли для записи замененный/удаленный диапазон.
  • Вы можете делать множественные замены и контролировать [процесс], когда они применяются. Имейте в виду, что вставка кода означает, что проанализированное дерево становится недействительным и нуждается в перестройке.
  • Множественные замены проверяются на пересечение. Например, вставка в середине удаленного кода выдает ошибку.
  • Несколько вставок в одном месте добавляются [по принципу] FIFO - сначала сверху.
  • Вы можете объединить несколько функций, изменяя код в одну большую функцию. См. ниже.

Использование

SourceChangeCache работает с модулем, поэтому вам нужно получить TCodeTool и отсканировать модуль/include-файл. Например:

  // Шаг 1: загружаем файл и парсим его
  Code:=CodeToolBoss.LoadFile(Filename,false,false);
  if Code=nil then
    raise Exception.Create('loading failed '+Filename);
  if not CodeToolBoss.Explore(Code,Tool,false) then
    ...;// parse error ...

  // Шаг 2: подключаем SourceChangeCache
  CodeToolBoss.SourceChangeCache.MainScanner:=Tool.Scanner;

  // Шаг 3: используем Replace для вставки и/или удаления кода
  // Первые два параметра - это необходимые пробелы спереди и позади вставки
  // FromPos, ToPos определяют удаляемый/заменяемый диапазон в позиции CleanPos.
  // NewCode - это строка нового кода. Используем '' для удаления.
  if not CodeToolBoss.SourceChangeCache.Replace(gtNone,gtNone,FromPos,ToPos,NewCode) then
    exit; // например, исходник [оказался] только для чтения или шаблон Replace удалил место
  ...еще немного применяем Replace...

  // Шаг 4: Применяем изменения
  if not CodeToolBoss.SourceChangeCache.Apply then
    exit; // применение было прервано

BeginUpdate/EndUpdate

BeginUpdate/EndUpdate задерживают [немедленное] применение [изменений]. Это полезно при объединении нескольких функций изменения кода. Например:

Вы хотите отсканировать модуль, добавить модуль в секцию uses раздела interface, удалив [его] из секции uses раздела implementation. Две функции AddUnitToMainUsesSection и RemoveUnitFromUsesSection используют [метод] Apply, изменяя исходник, поэтому вторая функция будет повторно сканировать модуль во второй раз. Но так как эти две функции не зависят друг от друга (они изменяют разные части источника), вы можете объединить их и сделать это за одно сканирование:

  // Шаг 1: парсим модуль  и подключаем SourceChangeCache
  if not CodeToolBoss.Explore(Code,Tool,false) then
    ...;// ошибка парсинга ...
  CodeToolBoss.SourceChangeCache.MainScanner:=Tool.Scanner;

  // Шаг 2: задерживаем [применение метода] Apply
  CodeToolBoss.SourceChangeCache.BeginUpdate;

  // Шаг 3: добавляем модуль в секцию uses раздела interface 
  // AddUnitToMainUsesSection будет применяться и изменять код
  // Из-за BeginUpdate изменение еще не сделано, но сохранено в SourceChangeCache
  if not Tool.AddUnitToMainUsesSection('Classes','',CodeToolBoss.SourceChangeCache) then exit;

  // Шаг 4: удаляем модуль из секции uses раздела implementation 
  // Без BeginUpdate RemoveUnitFromUsesSection будет повторно сканировать модуль
  if Tool.FindImplementationUsesSection<>nil then
    if not Tool.RemoveUnitFromUsesSection(Tool.FindImplementationUsesSection,'Classes',CodeToolBoss.SourceChangeCache) then exit;

  // Шаг 5: применяем все изменения
  if not CodeToolBoss.SourceChangeCache.EndUpdate then
    exit; // применение было прервано

BeginUpdate/EndUpdate работают со счетчиком, поэтому, если вы вызываете BeginUpdate дважды, вам нужно дважды вызывать EndUpdate. Это означает, что вы можете поместить приведенный выше пример в функцию и объединить ее с другой функцией.

Сохранение изменений на диск

Вышеуказанные изменения вносятся в буферы кода, и буферы помечаются как измененные. Чтобы сохранить изменения на диске, вы должны вызвать Save для каждого измененного буфера.

  • Буферы, которые будут изменены в следующем Apply/EndUpdate, находятся в SourceChangeCache.BuffersToModify и BuffersToModifyCount.
  • События SourceChangeCache.OnBeforeApplyChanges/OnAfterApplyChanges используются CodeToolBoss, который подключает их к собственным OnBeforeApplyChanges/OnAfterApplyChanges. Среда Lazarus IDE устанавливает эти события и автоматически открывает измененные файлы в редакторе исходного кода, поэтому все изменения попадают в список отмены synedit.

Подсказки/Советы/Руководства

  • BuildTree проверяет текущее состояние и будет анализировать [код] только при необходимости. Если предыдущий вызов проанализировал интерфейс, и вам снова нужен интерфейс, BuildTree ничего не сделает. Если вам нужен весь модуль, будет проанализирован только раздел implementation. Узлы освобождаются только в том случае, если некоторые файлы изменились на диске или изменились некоторые настройки (исходные макросы). BuildTree не проверяет все файлы при каждом вызове. Вместо этого он использует каталог кеша codetools. Так что, если ничего не изменилось, он вернется очень быстро. Вы должны вызвать его перед любой операцией поиска.
  • Не вызывайте BuildTree после операции [проверки]. Это пустая трата [ресурсов] процессора.
  • BuildTree вызывает исключение, когда отсутствуют include-файлы или [имеются] синтаксические ошибки. Вы должны приложить к своему коду [следующую конструкцию]
try
  Tool.BuildTree(lsrEnd);
  ... поиск ... замена  
except
  on E: Exception do
    CodeToolBoss.HandleException(E);
end;
  • After calling SourceChangeCache.Replace (multiple times) the sources (TCodeBuffers) have not changed immediately. You must call SourceChangeCache.Apply to change the sources. This will not save the changes to file.
  • После вызова SourceChangeCache.Replace (несколько раз) исходники (TCodeBuffers) не изменяются сразу. Вы должны вызвать SourceChangeCache.Apply, чтобы изменить исходники. [Но] это не сохраняет изменения в файл.

Ссылки

  • Lazarus IDE Tools - Учебник по встроенным инструментам стандартной IDE
  • Cody - Пакет IDE, добавляющий продвинутые инструменты кода в IDE
  • Extending the IDE - Как написать свои собственные плагины codetools для IDE.