我可以在gdb美化打印程序中直接调用`operator[]`吗？

Question

我正在尝试使用GDB的美化打印功能来显示一个自定义的C++矩阵类。

这个类很常见，你在任何地方都能找到。它是一个模板类，可以根据类型来使用，并且可以用C语言的方式访问，比如用mat[i][j]。这个表达式首先会隐式返回另一个模板类“Slice”，它代表一行或一列的数据，我们可以再次用[]操作符来提取数据。这个类本身使用的是普通的C数组来存储数据，但它实现了一些技巧，比如可以预先分配一个更大的矩阵、支持非零起始点、使用步幅等。这个类没有自带的打印接口，我也不能轻易修改它或链接自己的代码。

这些自定义的特性让用Python重现直接访问数据的代码变得很麻烦。但这真的有必要吗？一般来说：为什么美化打印要重现访问数据的逻辑呢？我不能直接用C++的调用和[]操作符来打印第i,j个元素吗？在GDB中，Slice类在这种请求时是一个临时对象，这让事情变得更加复杂。

我对Python和GDB脚本也还是个初学者。我尝试修改示例代码，把数据访问替换成gdb.execute调用，但我不知道如何从to_string函数中获取对象名称，这样我才能用类似gdb.execute(??? + '[]+str(i)+']', False, True)的方式。

我想知道最有效的做法是什么。

Answer 1

我不知道有没有办法在 to_string 函数中获取变量的名字，但你可以获取这个值的地址（如果它是可以被寻址的），同时你也可以知道它的类型。（想了解更多，可以查看这份文档。）

有了这个地址，你可以把它转换成指向特定类型的指针，然后访问它。例如，我用下面的代码在参数上调用了 toStyledString().c_str()：

eval_string = f"(({self.val.type.name}*)self.val.address})->toStyledString().c_str()"
return gdb.parse_and_eval(eval_string).string()

在你的情况下，你可能想要类似下面的东西：

eval_string = f"(*(({self.val.type.name}*)self.val.address}))[{i}]"

Answer 2

这不是Python脚本，而是一些简单的GDB扩展命令序列。我正在定义一个新的命令，叫做print_matrix。

(gdb) define print_matrix
Type commands for definition of "print_matrix".
End with a line saying just "end".
>set $s_arr = $arg0
>set $i=0
>while($i < $arg1)
 >p (int [][$arg2]) *($s_arr + $i)
 >set $i = $i + 1
 >end
>end
(gdb) print_matrix arr 10 10
$90 = {{0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9}}
$91 = {{1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10}}
$92 = {{2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11}}
$93 = {{3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12}}
$94 = {{4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13}}
$95 = {{5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14}}
$96 = {{6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15}}
$97 = {{7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16}}
$98 = {{8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17}}
$99 = {{9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18}}
(gdb)

你也可以把这些命令保存成一个脚本，然后使用-x选项来运行它。

gdb -x <commands file name> binary.out

Answer 3

我能不能直接用C++的调用和[]运算符来打印第i,j个元素呢？

你可以通过gdb.parse_and_eval从美化打印工具调用正在调试的程序（也就是被调试的进程），具体可以参考这个文档，不过这样做有几个缺点：

• 你需要一个“活着”的进程来执行这个操作（换句话说，当你在调试一个崩溃的程序时，这个美化打印工具是无法工作的）
• 如果被调试的程序有问题，调用它里面的函数可能会让问题变得更严重
• 如果被调试的程序是多线程的，而美化打印工具调用了一个可能需要锁的函数（比如malloc），那么很有可能会导致美化打印工具出现死锁，这种情况下是无法恢复的。