使用MDB查看变量的值（2）
使用MDB查看变量的值（2）
本节描述使用MDB查看core文件中STL变量的知识
一、目的
在《使用MDB查看变量的值（1）》中，我们 探讨了查看变量值的一般方法，但是对于复杂的对象，一点一点的查看内存太麻烦，MDB提供一种机制，可以自己实现插件来解析内存中的变量。
二、原理
在《Solaris 模块调试器指南（819–7055–10）》的第十章详细的介绍了编写插件的方法。这里只简单介绍下几个重要的函数。
1） const mdb_modinfo_t *_mdb_init(void);
mdb插件的初始化函数，返回一个mdb_modinfo_t结构的指针，mdb_modinfo_t的定义如下：
typedef struct mdb_modinfo {
ushort_t mi_dvers; /* Debugger API version number */
const mdb_dcmd_t *mi_dcmds; /* NULL-terminated list of dcmds */
const mdb_walker_t *mi_walkers; /* NULL-terminated list of walks */
} mdb_modinfo_t;
l mi_dvers表示版本号，应该始终设置为MDB_API_VERSION
l mi_dcmds指向自定义dcmd命令的数组
l mi_walkers指向自定义walker命令的数组。
mi_dcmds的例子：
static const mdb_dcmd_t mi_dcmds [] = {
{ "plist", NULL, "print list", plist }, //自定义dcmd命令plist
{ NULL }
};
注：本文只介绍自定义dcmd命令的实现
2） void _mdb_fini(void);
自定义插件卸载时（::unload）执行的操作。
3） int dcmd(uintptr_t addr, uint_t flags, int argc, const mdb_arg_t *argv);
自定义dcmd命令的实现：
例如上面的mi_dcmds的例子中，就需要定义应该这样的函数：
int plist (uintptr_t addr, uint_t flags, int argc, const mdb_arg_t *argv);
l addr：0x804792c::plist，这样调用plist时，addr就等于0x804792c
l flags：标志位，其中flags & DCMD_ADDRSPEC为真时，表示以addr::plist这样的形式调用自定义dcmd
l argc：参数个数，如0x804792c::plist int，参数个数就为1
l argv：参数值，如0x804792c::plist int，参数值就为int
4） ssize_t mdb_vread(void *buf, size_t nbytes, uintptr_t addr);
从给定的目标虚拟地址addr开始，取长度为nbytes的一块内存值，将其赋给buf。例如：
0x804792c/D对应的mdb_vread为mdb_vread(buf, sizeof(int), 0x804792c)
5） ssize_t mdb_readstr(char *s, size_t nbytes, uintptr_t addr);
从给定的目标虚拟地址addr开始，以空字符结尾的C 字符串读入由s 寻址的缓冲区中。主要用来读取内存中的字符串，例如：
0x804792c/s对应的mdb_readstr为mdb_readstr(s, 255, 0x804792c)，其中255为缓冲区最大值。
6） void mdb_printf(const char *format, ...);
类似于printf，将计算完的值格式化打印到屏幕上。
三、实例
OS：Solaris10（x86）
编译器：Sun Studio 11
在/usr/demo/mdb下有一个MDB插件的例子，本实例根据这个例子改编而来，实现了查看std::list、std::vector、std::map、std::set的值。对于以上四种stl容器，除了可以以地址形式打印成员变量外，还支持以int、long long、string这三种类型来打印成员变量。
完整代码：
http://download.csdn.net/source/2002961
四、详细说明
1） list
stl的list使用双向链表来实现，通过dbx的print –r，可以显示出list的结构，其伪结构如下（每个变量都是指针）：
{
__buffer_size,
__buffer_list,
__free_list,
__next_avail,
__last,
__node, //指向list的node的指针
__length //list含有的成员个数
}
list由多个__node组成，__node的伪结构：
{
next, //双向链表中，指向下一个节点的指针
prev, //双向链表中，指向上一个节点的指针
data //指向list成员的指针，本程序就是打印这个指针
}
假设程序里list变量的地址为0x804792c，则：
l __length的地址为0x804792c+sizeof(uintptr_t)*6，由此可以计算出list成员的个数；
l __node的地址为0x804792c+sizeof(uintptr_t)*5，由此可以计算出每个list成员的地址。__node伪结构中的data即为每个成员的值（或指针）。通过next指针，可以遍历整个双向链表。
使用方法：
将上面的压缩包解压开，执行make，solaris会根据系统的CPU编译不同的动态库，笔者的系统是x86系统，所有会在i386目录下生成printstl.so。可以将这个动态库复制到/usr/lib/mdb/proc/目录下（MDB插件默认目录），然后在mdb中使用::load printstl.so加载插件，使用::unload printstl.so卸载插件。如果不将动态库复制到插件的默认目录，则需要使用绝对路径加载插件：::load /XXX/printstl.so。
具体使用方法：
l 804792c::plist：以指针形式打印list，例：
> 804792c::plist
The list size is: 3
The list member is: ([0]0x8079bf0, [1]0x8099978, [2]0x8099988)
l 804792c::plist int：知道list里保存的是int类型，打印list，例：
> 804792c::plist int
The list size is: 3
The list member is: ([0]123, [1]456, [2]789)
l 804792c::plist long long：知道list里保存的是long long类型，打印list，例：
> 804792c::plist long long
The list size is: 3
The list member is: ([0] 9223372036854775807, [1]456, [2]789)
l 804792c::plist string：知道list里保存的是string类型，打印list，例：
> 8047804::plist string
The list size is: 3
The list member is: ([0]abc, [1]def, [2]Good)
2） vector
stl的vector中的成员保存在一块连续的内存中，如果能得到成员变量的开始地址、结束地址和成员的大小，就能确定每个成员的地址。通过dbx的print –r，可以显示出vector的结构，其伪结构如下（每个变量都是指针）：
{
__buffer_size,
__start, //成员变量的开始地址
__finish, //成员变量的结束地址
__end_of_storage
}
假设程序里vector变量的地址为0x8047900，则：
l __start的地址为0x8047900+sizeof(uintptr_t)；
l __finish的地址为0x8047900+sizeof(uintptr_t)*2。
使用方法同list。
注：若无法确定成员的大小，则只能打印出开始地址和结束地址。
3） map
stl的map内部使用红黑树实现。通过dbx的print –r，可以显示出map的结构，其伪结构如下（每个变量都是指针）：
{
__buffer_size,
__buffer_list,
__free_list,
__next_avail,
__last,
__header, //指向红黑树的head的指针
__node_count, //含有的成员个数
__insert_always,
__key_compare
}
map节点，伪结构如下：
{
color_field,
parent_link,
left_link.
right_link,
first, //map中的key，
second //map中的value
}
假设程序里map变量的地址为0x8047830，则：
l __node_count的地址为0x8047830+sizeof(uintptr_t)*6；
l __header的地址为0x8047830+sizeof(uintptr_t)*5，之后就可以得到first和second；
l 得到红黑树的head指针后，就可以使用遍历二叉树的方法来遍历。使用中序遍历二叉树的方法，可以将map中的成员按照从小到大的顺序打印出。
使用方法：
l 8047830::pmap int, int：知道map的定义为map<int,int>，打印map，例：
> 8047830::pmap int, int
The map size is: 3
The map member is: ([0](8,4000), [1](9,2000), [2](1999,2000))
其他使用方法可参考list
4） set
stl的set内部也是使用红黑树实现，只不过set节点的结构有所不同：
{
color_field,
parent_link,
left_link,
right_link,
value_field //set中的key
}
set中只有一个key，其他的地方都和map相同。
使用方法同list
五、参考资料：
《Solaris 模块调试器指南（819–7055–10）》
《STL源码剖析》