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如何使用gdb查看boost::multi_index散列索引的数据

multi-index gdb boost c++

Takatoshi Kondo · 技术社区 · 7 年前

我想看看使用gdb的boost::multi_index(版本1.67.0)所包含的数据。首先我试过 https://github.com/ruediger/Boost-Pretty-Printer . 似乎哈希索引如 hashed_unique 不支持。

我注意到如果第一个索引是支持的类型,比如 sequenced ,Boost Pretty Printer工作正常。但是,我现在无法编辑代码。我需要调试一个核心文件和一个二进制可执行文件。

我尝试用散列索引来理解多个索引的内部结构。

我编写了以下测试代码:

#include <boost/multi_index_container.hpp>
#include <boost/multi_index/hashed_index.hpp>
#include <boost/multi_index/identity.hpp>

namespace mi = boost::multi_index;

struct t_hash{};

using elems = mi::multi_index_container<
    int,
    mi::indexed_by<
        mi::hashed_unique<
            mi::tag<t_hash>,
            mi::identity<int>
        >
    >
>;

int main() {
    elems es { 0x12, 0x34 };
    return 0; // set break point here and (gdb) p es
}

https://wandbox.org/permlink/UtMfVRI4rT5AXUOZ

当我打印es时, (gdb) p es 我得到了以下输出:

$1 = {
  <boost::base_from_member<std::allocator<boost::multi_index::detail::hashed_index_node<boost::multi_index::detail::index_node_base<int, std::allocator<int> >, boost::multi_index::detail::hashed_unique_tag> >, 0>> = {
    member = {
      <__gnu_cxx::new_allocator<boost::multi_index::detail::hashed_index_node<boost::multi_index::detail::index_node_base<int, std::allocator<int> >, boost::multi_index::detail::hashed_unique_tag> >> = {<No data fields>}, <No data fields>}
  },
  <boost::multi_index::detail::header_holder<boost::multi_index::detail::hashed_index_node<boost::multi_index::detail::index_node_base<int, std::allocator<int> >, boost::multi_index::detail::hashed_unique_tag>*, boost::multi_index::multi_index_container<int, boost::multi_index::indexed_by<boost::multi_index::hashed_unique<boost::multi_index::tag<t_hash, mpl_::na, mpl_::na, mpl_::na, mpl_::na, mpl_::na, mpl_::na, mpl_::na, mpl_::na, mpl_::na, mpl_::na, mpl_::na, mpl_::na, mpl_::na, mpl_::na, mpl_::na, mpl_::na, mpl_::na, mpl_::na, mpl_::na>, boost::multi_index::identity<int>, mpl_::na, mpl_::na>, mpl_::na, mpl_::na, mpl_::na, mpl_::na, mpl_::na, mpl_::na, mpl_::na, mpl_::na, mpl_::na, mpl_::na, mpl_::na, mpl_::na, mpl_::na, mpl_::na, mpl_::na, mpl_::na, mpl_::na, mpl_::na, mpl_::na>, std::allocator<int> > >> = {
    <boost::noncopyable_::noncopyable> = {<No data fields>},
    members of boost::multi_index::detail::header_holder<boost::multi_index::detail::hashed_index_node<boost::multi_index::detail::index_node_base<int, std::allocator<int> >, boost::multi_index::detail::hashed_unique_tag>*, boost::multi_index::multi_index_container<int, boost::multi_index::indexed_by<boost::multi_index::hashed_unique<boost::multi_index::tag<t_hash, mpl_::na, mpl_::na, mpl_::na, mpl_::na, mpl_::na, mpl_::na, mpl_::na, mpl_::na, mpl_::na, mpl_::na, mpl_::na, mpl_::na, mpl_::na, mpl_::na, mpl_::na, mpl_::na, mpl_::na, mpl_::na, mpl_::na>, boost::multi_index::identity<int>, mpl_::na, mpl_::na>, mpl_::na, mpl_::na, mpl_::na, mpl_::na, mpl_::na, mpl_::na, mpl_::na, mpl_::na, mpl_::na, mpl_::na, mpl_::na, mpl_::na, mpl_::na, mpl_::na, mpl_::na, mpl_::na, mpl_::na, mpl_::na, mpl_::na>, std::allocator<int> > >:
    member = 0x55555576ee70
  },
  <boost::multi_index::detail::hashed_index<boost::multi_index::identity<int>, boost::hash<int>, std::equal_to<int>, boost::multi_index::detail::nth_layer<1, int, boost::multi_index::indexed_by<boost::multi_index::hashed_unique<boost::multi_index::tag<t_hash, mpl_::na, mpl_::na, mpl_::na, mpl_::na, mpl_::na, mpl_::na, mpl_::na, mpl_::na, mpl_::na, mpl_::na, mpl_::na, mpl_::na, mpl_::na, mpl_::na, mpl_::na, mpl_::na, mpl_::na, mpl_::na, mpl_::na>, boost::multi_index::identity<int>, mpl_::na, mpl_::na>, mpl_::na, mpl_::na, mpl_::na, mpl_::na, mpl_::na, mpl_::na, mpl_::na, mpl_::na, mpl_::na, mpl_::na, mpl_::na, mpl_::na, mpl_::na, mpl_::na, mpl_::na, mpl_::na, mpl_::na, mpl_::na, mpl_::na>, std::allocator<int> >, boost::mpl::v_item<t_hash, boost::mpl::vector0<mpl_::na>, 0>, boost::multi_index::detail::hashed_unique_tag>> = {
    <boost::multi_index::detail::index_base<int, boost::multi_index::indexed_by<boost::multi_index::hashed_unique<boost::multi_index::tag<t_hash, mpl_::na, mpl_::na, mpl_::na, mpl_::na, mpl_::na, mpl_::na, mpl_::na, mpl_::na, mpl_::na, mpl_::na, mpl_::na, mpl_::na, mpl_::na, mpl_::na, mpl_::na, mpl_::na, mpl_::na, mpl_::na, mpl_::na>, boost::multi_index::identity<int>, mpl_::na, mpl_::na>, mpl_::na, mpl_::na, mpl_::na, mpl_::na, mpl_::na, mpl_::na, mpl_::na, mpl_::na, mpl_::na, mpl_::na, mpl_::na, mpl_::na, mpl_::na, mpl_::na, mpl_::na, mpl_::na, mpl_::na, mpl_::na, mpl_::na>, std::allocator<int> >> = {<No data fields>},
    members of boost::multi_index::detail::hashed_index<boost::multi_index::identity<int>, boost::hash<int>, std::equal_to<int>, boost::multi_index::detail::nth_layer<1, int, boost::multi_index::indexed_by<boost::multi_index::hashed_unique<boost::multi_index::tag<t_hash, mpl_::na, mpl_::na, mpl_::na, mpl_::na, mpl_::na, mpl_::na, mpl_::na, mpl_::na, mpl_::na, mpl_::na, mpl_::na, mpl_::na, mpl_::na, mpl_::na, mpl_::na, mpl_::na, mpl_::na, mpl_::na, mpl_::na>, boost::multi_index::identity<int>, mpl_::na, mpl_::na>, mpl_::na, mpl_::na, mpl_::na, mpl_::na, mpl_::na, mpl_::na, mpl_::na, mpl_::na, mpl_::na, mpl_::na, mpl_::na, mpl_::na, mpl_::na, mpl_::na, mpl_::na, mpl_::na, mpl_::na, mpl_::na, mpl_::na>, std::allocator<int> >, boost::mpl::v_item<t_hash, boost::mpl::vector0<mpl_::na>, 0>, boost::multi_index::detail::hashed_unique_tag>:
    key = {
      <boost::multi_index::detail::non_const_identity_base<int>> = {<No data fields>}, <No data fields>},
    hash_ = {
      <boost::hash_detail::hash_base<int>> = {
        <std::unary_function<int, unsigned long>> = {<No data fields>}, <No data fields>}, <No data fields>},
    eq_ = {
      <std::binary_function<int, int, bool>> = {<No data fields>}, <No data fields>},
    buckets = {
      <boost::multi_index::detail::bucket_array_base<true>> = {
        <boost::noncopyable_::noncopyable> = {<No data fields>},
      },
      members of boost::multi_index::detail::bucket_array<std::allocator<int> >:
      size_index_ = 0,
      spc = {
        <boost::noncopyable_::noncopyable> = {<No data fields>},
        members of boost::multi_index::detail::auto_space<boost::multi_index::detail::hashed_index_base_node_impl<std::allocator<char> >, std::allocator<int> >:
        al_ = {
          <__gnu_cxx::new_allocator<boost::multi_index::detail::hashed_index_base_node_impl<std::allocator<char> > >> = {<No data fields>}, <No data fields>},
        n_ = 54,
        data_ = 0x55555576ee90
      }
    },
    mlf = 1,
    max_load = 53
  },
  members of boost::multi_index::multi_index_container<int, boost::multi_index::indexed_by<boost::multi_index::hashed_unique<boost::multi_index::tag<t_hash, mpl_::na, mpl_::na, mpl_::na, mpl_::na, mpl_::na, mpl_::na, mpl_::na, mpl_::na, mpl_::na, mpl_::na, mpl_::na, mpl_::na, mpl_::na, mpl_::na, mpl_::na, mpl_::na, mpl_::na, mpl_::na, mpl_::na>, boost::multi_index::identity<int>, mpl_::na, mpl_::na>, mpl_::na, mpl_::na, mpl_::na, mpl_::na, mpl_::na, mpl_::na, mpl_::na, mpl_::na, mpl_::na, mpl_::na, mpl_::na, mpl_::na, mpl_::na, mpl_::na, mpl_::na, mpl_::na, mpl_::na, mpl_::na, mpl_::na>, std::allocator<int> >:
  node_count = 2
}

我发现 node_count = 2 . 似乎元素的数量。我试着挖掘成员变量。例如) member , buckets 等等。但我找不到数据 0x12 和 0x34 ,到目前为止。

我怎么才能拿到?

编辑:2018/07/28 11:51 JST

谢谢你的评论,我找到了解决办法。我根据评论总结了两种方法。

基于@sehe方法的运行时共享库加载,

编写调试打印函数( debug_print() )作为共享库( dp.so ).
运行gdb。 gdb target_executable_file
做 set environment LD_PRELOAD ./dp.so .
设置断点。
做 r
当断点命中时,执行 call debug_print(data) . data 是你想看到的目标。

这种方法不需要重新编译目标。但是,当我加载核心文件时, 调试打印() 已经不在记忆里了。所以这种方法不适用于核心文件。我在找强制装载 副总裁 在核心文件加载后,但到目前为止我找不到路。

用gdb跟踪多个索引的内部结构

这种方法是使用核心文件的。这种方法基于@joaqÃn M LÃ3 pez MuÃ?oz的评论。

用核心文件运行gdb。 gdb target_executable_file core_file .
执行以下命令访问数据。 T 是多个索引的元素类型。 数据 是多索引容器变量。 N 是索引数。

第一个数据

p *(T*)((char*)(*data.member).prior_ - sizeof(T) - 0x10 * (N - 1))

第二数据

p *(T*)((char*)(*(*data.member).prior_).prior_ - sizeof(T) - 0x10 * (N - 1))

……遵循同样的模式。

非常感谢您@sele和@joaqÃn M LÃ3 pez MuÃ?oz!!

编辑:2018/07/28 15:22 JST

我实现了对Boost Pretty打印机的散列索引支持。它基于上述方法。

我发送了请求:

https://github.com/ruediger/Boost-Pretty-Printer/pull/36

编辑:2018/07/28 15:42 JST

我明白了0x10的意思。它是指针大小乘以2。所以在64位环境中,64位=8字节,8*2=16=0x10。在32位环境中,32位=4字节,4*2=8=0x08。

我还更新了拉取请求。

编辑:2018/08/02 09:30 JST

最后,我发送了两个请求,两个请求都被合并。现在,我们可以简单地使用Boost Pretty Printer,并打印将哈希索引作为第一个索引的多索引容器。

https://github.com/ruediger/Boost-Pretty-Printer/pull/36

https://github.com/ruediger/Boost-Pretty-Printer/pull/37

下面是内部结构和迭代算法:

https://speakerdeck.com/redboltz/boost-multi-index-version-equals-1-dot-56-dot-0-internal-structure-and-iteration-algorithm-for-gdb-boost-prerry-printer

3 回复 | 直到 7 年前

sehe 7 年前

我已经看过那些Python漂亮打印机的实现,我同意这并不容易。

也许您可以在另一个地方定义一些调试打印功能,比如可以修改,甚至在另一个库中进行预加载。如果您使用后者,请确保您使用的库/编译器版本和标志完全相同,否则您只会得到未定义的结果。在这两种情况下,请确保在链接时未对函数进行优化。

你可以用 gdb call 用于计算该函数的命令,如下所示:

Joaquín M López Muñoz 7 年前

Boost.MultiIndex的哈希表结构如 this article . 虽然看起来很复杂,但是您可以按照相反的顺序遍历所有节点,从虚拟头节点开始(用于表示容器的结束),然后按照 prior_ 指针。此头节点由指向 member 在里面 boost::multi_index::detail::header_holder<...> . 希望这有帮助。

Takatoshi Kondo 7 年前

新Boost版本的解决方案

如果使用Boost 1.56.0或更高版本,可以使用Boost Pretty打印机打印容器。

安装Boost漂亮打印机

github站点是 https://github.com/ruediger/Boost-Pretty-Printer

安装手册是 https://github.com/ruediger/Boost-Pretty-Printer#installation

在gdb上执行打印命令。

然后,你就可以得到结果了。

如果您已经安装了Boost Pretty Printer,但无法获得Pretty print结果,则需要更新它。

自 https://github.com/ruediger/Boost-Pretty-Printer/commit/d8557f664e0dd3d11bb0464d8f670e99946e88b9

旧Boost版本的解决方案

如果您使用的是低于1.56.0的Boost版本,那么您有一些选择。

1。正在更新boost。

只需更新boost库并重新编译程序。

赞成的意见

如果你能做到,这是最简单的方法。

欺骗

它需要重新编译目标。
这可能会给您的应用程序带来舒适性问题。
它不适用于现有的二进制可执行文件和核心文件。

2。动态加载共享库

正在写入调试打印功能。下面是代码示例:

dp.cpp公司

#include <boost/multi_index_container.hpp>
#include <boost/multi_index/hashed_index.hpp>
#include <boost/multi_index/identity.hpp>

namespace mi = boost::multi_index;

struct t_hash{};

// define the same structure of the debug target
using elems = mi::multi_index_container<
    int,
    mi::indexed_by<
        mi::hashed_unique<
            mi::tag<t_hash>,
            mi::identity<int>
        >
    >
>;

#include <iostream>

// debug print function
void dp(elems const& es) {
    for (auto const& e : es) {
        std::cout << e << std::endl;
    }
}

使用与目标相同的编译器选项编译它。加上 -fPIC 对于共享库。

clang++ -g -c dp.cpp -fPIC

然后你得到 dp.o

将其链接为共享库

clang++ -shared -o dp.so dp.o

然后你得到 dp.so

运行gdb。 gdb target_executable_file

做 set environment LD_PRELOAD ./dp.so .

设置断点。

做 r

当断点命中时,执行 call dp(data) . 数据是你想看到的目标

赞成的意见

不需要重新编译目标。

欺骗

无法处理核心文件。

三。为旧版本开发Boost漂亮打印支持

不幸的是,当前的Boost Pretty Print散列索引只支持Boost 1.56.0或更高版本。但是你可以自己实现旧的支持。

以下是针对>=1.56版本的迭代和迭代算法的数据结构描述。我认为实现旧版本的迭代算法是一个很好的提示。

https://speakerdeck.com/redboltz/boost-multi-index-version-equals-1-dot-56-dot-0-internal-structure-and-iteration-algorithm-for-gdb-boost-prerry-printer

以及我的请求(合并)。 https://github.com/ruediger/Boost-Pretty-Printer/pull/36

https://github.com/ruediger/Boost-Pretty-Printer/pull/37

对于<1.56版本,我编写了程序来检查内部结构。

#include <boost/multi_index_container.hpp>
#include <boost/multi_index/hashed_index.hpp>
#include <boost/multi_index/identity.hpp>
#include <boost/multi_index/member.hpp>
#include <boost/lexical_cast.hpp>

#include <iostream>
#include <string>

namespace mi = boost::multi_index;

struct t_hash{};

using elems = mi::multi_index_container<
    int,
    mi::indexed_by<
        mi::hashed_non_unique<
            mi::tag<t_hash>,
            mi::identity<int>
        >
    >
>;

int main(int argc, char** argv) {
    auto size = boost::lexical_cast<int>(argv[1]);
    elems es;
    for (int i = 0; i != size; ++i) {
        es.insert(i);
    }
    return 0; // break here
}

我得到了下面的gdb输出:

b 30
r 5

p es.member
0x555555770e70

p (*es.member).next_
0x555555771038

p (*(*es.member).next_).next_
0x555555770e78

p (*(*(*es.member).next_).next_).next_
0x555555771038

...


x /200xb 0x555555771030

0x555555771030: 0x30    0x10    0x77    0x55    0x55    0x55    0x00    0x00
0x555555771038: 0x78    0x0e    0x77    0x55    0x55    0x55    0x00    0x00
0x555555771040: 0x00    0x00    0x00    0x00    0x00    0x00    0x00    0x00
0x555555771048: 0x21    0x00    0x00    0x00    0x00    0x00    0x00    0x00


0x555555771050: 0x00    0x00    0x00    0x00    0x00    0x00    0x00    0x00
                ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
0x555555771058: 0x90    0x0e    0x77    0x55    0x55    0x55    0x00    0x00
0x555555771060: 0x00    0x00    0x00    0x00    0x00    0x00    0x00    0x00
0x555555771068: 0x21    0x00    0x00    0x00    0x00    0x00    0x00    0x00


0x555555771070: 0x01    0x00    0x00    0x00    0x00    0x00    0x00    0x00
                ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
0x555555771078: 0x98    0x0e    0x77    0x55    0x55    0x55    0x00    0x00
0x555555771080: 0x00    0x00    0x00    0x00    0x00    0x00    0x00    0x00
0x555555771088: 0x21    0x00    0x00    0x00    0x00    0x00    0x00    0x00


0x555555771090: 0x02    0x00    0x00    0x00    0x00    0x00    0x00    0x00
                ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
0x555555771098: 0xa0    0x0e    0x77    0x55    0x55    0x55    0x00    0x00
0x5555557710a0: 0x00    0x00    0x00    0x00    0x00    0x00    0x00    0x00
0x5555557710a8: 0x21    0x00    0x00    0x00    0x00    0x00    0x00    0x00


0x5555557710b0: 0x03    0x00    0x00    0x00    0x00    0x00    0x00    0x00
                ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
0x5555557710b8: 0xa8    0x0e    0x77    0x55    0x55    0x55    0x00    0x00
0x5555557710c0: 0x00    0x00    0x00    0x00    0x00    0x00    0x00    0x00
0x5555557710c8: 0x21    0x00    0x00    0x00    0x00    0x00    0x00    0x00


0x5555557710d0: 0x04    0x00    0x00    0x00    0x00    0x00    0x00    0x00
                ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
0x5555557710d8: 0xb0    0x0e    0x77    0x55    0x55    0x55    0x00    0x00
0x5555557710e0: 0x00    0x00    0x00    0x00    0x00    0x00    0x00    0x00
0x5555557710e8: 0x21    0xef    0x00    0x00    0x00    0x00    0x00    0x00

0x5555557710f0: 0x00    0x00    0x00    0x00    0x00    0x00    0x00    0x00
...

此信息和@joaqÃn M LÃ3 pez MuÃ?oz's comment 也可能是实现<1.56 Boost Pretty Printer的一个好提示。

赞成的意见

不需要重新编译目标。
处理好核心文件。

欺骗

您需要实现Boost Pretty打印机支持。