Украшаем жизнь с помощью gdb PrettyPrinting API

Что gdb можно как-то улучшать на питоне, знает каждый, кто хоть раз заглядывал в документацию. А кто хоть раз просматривал ее по диагонали, знает про такую штуку, как «Pretty Printers» — которые вроде позволяют gdb красиво печатать разные сложные структуры. Я документацию по диагонали просматривал, хотя особо и не вникал. Но однажды, набирая в очередной раз что-то вроде (все примеры из исходников MariaDB, которые я дебажу по много раз каждый божий день, иногда исключая выходные):

(gdb) p/t table->read_set->bitmap[0] @ (table->read_set->n_bits+7)/8

Я подумал «а фигли?». И все заверте…

Pretty Printer в питоне — это класс. В конструкторе ему передается значение, которое надо напечатать (это будет не просто скаляр, а gdb.Value). И у класса есть to_string() метод, который, собственно, и возвращает то, что мы хотим увидеть. Например, так:

class BitmapPrinter:
    def __init__(self, val):
        self.val = val
    def to_string(self):
        s=''
        for i in range((self.val['n_bits']+7)//8):
            s = format(int(self.val['bitmap'][i]), '032b') + s
        return "b'" + s[-int(self.val['n_bits']):] + "'"

class StringPrinter:
    def __init__(self, val):
        self.val = val
    def to_string(self):
      return '_' + self.val['str_charset']['name'].string() + \
             ' "' + self.val['Ptr'].string('ascii', 'strict',
                      self.val['str_length']) + '"'

Это еще не все. Есть еще функция, которая проверяет тип этого gdb.Value и решает, надо ли использовать наш класс. Для простоты, в gdb.printing модуле есть готовая реализация, которая использует регулярные выражения, как-то так:

import gdb.printing

def build_pretty_printer():
    pp = gdb.printing.RegexpCollectionPrettyPrinter(
        "my_library")
    pp.add_printer('String', '^String$', StringPrinter)
    pp.add_printer('bitmap', '^st_bitmap$', BitmapPrinter)
    return pp

gdb.printing.register_pretty_printer(
    gdb.current_objfile(),
    my_library.build_pretty_printer()

Там в аргументах у pp.add_printer() — название, регулярка для типа, и класс, который этот тип печатает.

На мой вкус — несколько сложновато. В классах много лишнего, реально нужен только метод to_string(), все остальное будет копироваться из класса в класс. В коде регистрации принтеров тоже всего многовато, даже имя типа повторяется три раза подряд.

Да и указатели не обрабатываются. А хотелось бы, чтоб как в gdb:

(gdb) p opt_tc_log_file
$2 = 0x555556204273 "tc.log"
(gdb) p table->field[0]
$3 = (Field_varstring *) 0x555557437a88

То есть, если указатель, то выводится тип, адрес, и потом все равно значение, как у строки. Для этого можно склепать еще два класса, скажем, StringPtrPrinter и BitmapPtrPrinter, у которых to_string() почти такой же, но еще выводит и адрес. А можно расширить уже написанные, добавив и туда и туда проверки, чтоб на ходу отлавливали, когда val это указатель, и соответственно печатали адрес. Так или иначе, копировать и копировать. Один и тот же код из класса в класс. Мне это быстро надоело, и я стал все упрощать. В идеале хотелось писать эти принтеры как-то так:

@PrettyPrinter
def String(val):
    return '_' + val['str_charset']['name'].string() + \
           ' "' + val['Ptr'].string('ascii', 'strict',
                    val['str_length']) + '"'

@PrettyPrinter
def st_bitmap(val):
    s=''
    for i in range((val['n_bits']+7)//8):
        s = format(int(val['bitmap'][i]), '032b') + s
    return "b'" + s[-int(val['n_bits']):] + "'"

Только по делу. Остальное работает само. Но, то ли это у меня руки такие, то ли декораторы и gdb.printing сговорились, но получилось, что враппер сидит на враппере и враппером же погоняет.

Вот код

import gdb.printing

def PrettyPrinter(arg):

    name = getattr(arg, '__name__', arg)

    def PrettyPrinterWrapperWrapperWrapper(func):

        class PrettyPrinterWrapperWrapper:

            class PrettyPrinterWrapper:
                def __init__(self, prefix, val, cb):
                    self.prefix = prefix
                    self.val = val
                    self.cb = cb
                def to_string(self):
                    return self.prefix + self.cb(self.val)

            def __init__(self, name, cb):
                self.name = name
                self.enabled = True
                self.cb = cb

            def __call__(self, val):
                prefix = ''
                if val.type.code == gdb.TYPE_CODE_PTR:
                    prefix = '({}) {:#08x} '.format(str(val.type), long(val))
                    try: val = val.dereference()
                    except: return None
                valtype = val.type.unqualified()
                if valtype.name == self.name:
                    return self.PrettyPrinterWrapper(prefix, val, self.cb)
                if valtype.strip_typedefs().name == self.name:
                    return self.PrettyPrinterWrapper(prefix, val, self.cb)
                return None

        pp = PrettyPrinterWrapperWrapper(name, func)
        gdb.printing.register_pretty_printer(None, pp, True)
        return func

    if callable(arg):
        return PrettyPrinterWrapperWrapperWrapper(arg)

    return PrettyPrinterWrapperWrapperWrapper

Вкратце, как тут что работает. Декоратор просто берет имя функции, и регистрирует pretty printer на этот тип. Сама же функция и gdb.Value значение, оба передаются в конструктор класса PrettyPrinterWrapper. И по to_string() он вызывает эту функцию с этим значением.

Дальше, чтоб зарегистрировать в gdb наш pretty printer, нужен другой класс, который callable и выбирает, какой pretty printer использовать. В первом примере это родной gdb-шный gdb.printing.RegexpCollectionPrettyPrinter, но я же его не хочу, так что у меня свой класс, с покером и куртизанками. Он автоматически определяет, когда значение — это указатель, и выводит (Typename *) address. А потом создает и возвращает соответствующий PrettyPrinterWrapper. И поддерживает typedef-ы. Называется он, конечно, PrettyPrinterWrapperWrapper. Тогда я думал еще, что это смешно.

Потом оказалось, с таким именем, как Alter_inplace_info::HA_ALTER_FLAGS, в питоне функцию не создать, так что пришлось сделать, чтоб декоратор принимал имя типа, как аргумент:

@PrettyPrinter('Alter_inplace_info::HA_ALTER_FLAGS')
def HA_ALTER_FLAGS(val):
    s=''
    ...

А как такое сделать? В питоне такой декоратор вызывается с одним аргументом и возвращает новый декоратор, который декорирует саму функцию. Тут мне уже поплохело, но останавливаться было поздно. Функция, которую создает декоратор, и которая сама создает объект PrettyPrinterWrapperWrapper, естественно, стала называться PrettyPrinterWrapperWrapperWrapper. К счастью, на этом этапе все заработало, и врапперная вакханалия остановилась.

Зато сами принтеры теперь пишутся легко и изящно, ничего лишнего:

@PrettyPrinter
def sql_mode_t(val):
    s=''
    modes=['STRICT_TRANS_TABLES', 'STRICT_ALL_TABLES', 'NO_ZERO_IN_DATE',
           'TRADITIONAL', 'NO_AUTO_CREATE_USER', 'HIGH_NOT_PRECEDENCE',
           'NO_ENGINE_SUBSTITUTION', 'PAD_CHAR_TO_FULL_LENGTH']
    for i in range(0,len(modes)):
        if val & (1 << i): s += ',' + modes[i]
    return s[1:]

В использовании все это совершенно автоматически наводит столь необходимую в отладке красоту:

(gdb) p table->alias
$1 = _binary "t3"
(gdb) p &table->alias
$2 = (String *) 0x7fffd409c250 _binary "t3"
(gdb) p table->read_set[0]
$3 = b'10011'
(gdb) p thd->variables.sql_mode
$4 = STRICT_TRANS_TABLES,NO_AUTO_CREATE_USER,NO_ENGINE_SUBSTITUTION
(gdb) p ha_alter_info.handler_flags
$5 = ADD_INDEX,DROP_INDEX,ADD_PK_INDEX,ALTER_STORED_COLUMN_ORDER

Да, для желающих использовать такой декоратор у себя — это все python 2. Для третьего нужно будет обработать напильником. Патчи с благодарностью принимаются.