Question

在gdb中打印Fortran可分配多态变量的值非常痛苦。鉴于以下程序，为了查看alloc_ext的值，我必须执行以下操作：

(gdb) p alloc_ext
$1 = ( _data = 0x606260, _vptr = 0x400ce0 <__foo_MOD___vtab_foo_My_extended_type> )
(gdb) ptype alloc_ext
type = Type __class_foo_My_base_type_a
PTR TO -> (     Type my_base_type :: _data)
PTR TO -> (     Type __vtype_foo_My_base_type :: _vptr)
End Type __class_foo_My_base_type_a
(gdb) ptype alloc_ext%_data
type = PTR TO -> ( Type my_base_type
character*4 :: base_char
End Type my_base_type )
(gdb) p alloc_ext%_data
$2 = (PTR TO -> ( Type my_base_type )) 0x606260
(gdb) p *(my_extended_type*)(alloc_ext%_data)
$3 = ( my_base_type = ( base_char = 'base' ), extended_char = 'ext ' )

如果派生类型包含其他多态派生类型的数组，这很快就会变得非常痛苦。我已经尝试过研究python漂亮的打印API，但我似乎仍然无法掌握实际的动态类型，甚至是_vptr地址上的标签，这些信息足以打印出漂亮的东西。

我正在使用gdb 8.0.1和gfortran 7.2.1。

MVCE：

module foo
  implicit none

  type my_base_type
     character(len=4) :: base_char = "base"
  end type my_base_type

  type, extends(my_base_type) :: my_extended_type
     character(len=4) :: extended_char = "ext "
  end type my_extended_type

contains

  subroutine bar(arg)
    class(my_base_type), intent(in) :: arg

    print*, "breakpoint here"
    select type(arg)
    type is (my_base_type)
       print*, "my_base_type ", arg%base_char
    type is (my_extended_type)
       print*, "my_extended_type ", arg%base_char, " ", arg%extended_char
    end select
  end subroutine bar
end module foo

program mvce
  use foo
  implicit none

  type(my_base_type) :: base
  type(my_extended_type) :: ext
  class(my_base_type), allocatable :: alloc_base
  class(my_base_type), allocatable :: alloc_ext

  allocate(alloc_base, source=base)
  allocate(alloc_ext, source=ext)

  call bar(alloc_base)
  call bar(alloc_ext)
end program mvce

Answer 1

我做了一个概念验证，使这更好一点：https://github.com/ZedThree/Fortran-gdb-pp。它并不完美，但它确实展示了一种至少打印动态类型并查看其实际值的方法而不仅仅是_data和_vptr组件。我已经在下面的README中加入了解释。

它是如何工作的？

不幸的是，我们必须解决gdb的一些限制 python API。首先，gdb报告多态的dynamic_type 变量作为其基类型，而不是它的实际动态类型！这个意味着我们需要一些其他方式来获得其动态类型。幸运的是， _vptr组件的符号（至少与gfortran 7.2一起）包含动态类型，所以我们可以使用它。简而言之，我们执行以下操作：

查找值_vptr
解析符号以获取动态类型
将_data组件强制转换为指向动态类型的指针解除引用

对于1.，我们需要获得_vptr符号。我们做得到在gdb中info symbol foo%_vptr。 python API缺少这样的功能，所以我们做：

gdb.execute("info symbol {:#x}".format(int(val['_vptr'])))

int(val['_vptr'])获取_vptr

接下来，我们需要解析符号。使用gfortran 7.2，_vptr符号看起来像是：

__<module name>_MOD___vtab_<module name>_<Dynamic type>表示类型在模块中定义，或
__vab_<program name>_<Dynamic type>.nnnn用于定义的类型程序

模块和程序名称可以包含下划线，但幸运的是类型以大写字母开头，而其他一切都是小写字母。

最后，我们需要实际打印_data组件作为动态类型。虽然python API确实提供了Value.cast(type)方法， type参数必须是gdb.Type对象。无论如何，我们都可以使用 gdb.lookup_type(name)函数...除了这不起作用与Fortran类型。这一次，我们回避使用 gdb.parse_and_eval：

cast_string = "*({type}*)({address:#x})".format(
    type=real_type, address=int(val['_data']))
real_val = gdb.parse_and_eval(cast_string)

其中real_type是包含动态类型的字符串。这个基本上执行*(<dynamic type>)(value%_data)然后我们可以将结果值传递给刚刚返回的漂亮打印机 str(val)，即与默认打印机一样。

在gdb中打印漂亮的Fortran动态类型

1 个答案:

它是如何工作的？