README.pretty-printers

   1 README for the glibc Python pretty printers
   2 ===========================================
   3
   4 Pretty printers are gdb extensions that allow it to print useful, human-readable
   5 information about a program's variables.  For example, for a pthread_mutex_t
   6 gdb would usually output something like this:
   7
   8 (gdb) print mutex
   9 $1 = {
  10   __data = {
  11     __lock = 22020096,
  12     __count = 0,
  13     __owner = 0,
  14     __nusers = 0,
  15     __kind = 576,
  16     __spins = 0,
  17     __elision = 0,
  18     __list = {
  19       __prev = 0x0,
  20       __next = 0x0
  21     }
  22   },
  23   __size = "\000\000P\001", '\000' <repeats 12 times>, "@\002", '\000' <repeats 21 times>,
  24   __align = 22020096
  25 }
  26
  27 However, with a pretty printer gdb will output something like this:
  28
  29 (gdb) print mutex
  30 $1 = pthread_mutex_t = {
  31   Type = Normal,
  32   Status = Not acquired,
  33   Robust = No,
  34   Shared = No,
  35   Protocol = Priority protect,
  36   Priority ceiling = 42
  37 }
  38
  39 Before printing a value, gdb will first check if there's a pretty printer
  40 registered for it.  If there is, it'll use it, otherwise it'll print the value
  41 as usual.  Pretty printers can be registered in various ways; for our purposes
  42 we register them for the current objfile by calling
  43 gdb.printing.register_pretty_printer().
  44
  45 Currently our printers are based on gdb.RegexpCollectionPrettyPrinter, which
  46 means they'll be triggered if the type of the variable we're printing matches
  47 a given regular expression.  For example, MutexPrinter will be triggered if
  48 our variable's type matches the regexp '^pthread_mutex_t$'.
  49
  50 Besides the printers themselves, each module may have a constants file which the
  51 printers will import.  These constants are generated from C headers during the
  52 build process, and need to be in the Python search path when loading the
  53 printers.
  54
  55
  56 Installing and loading
  57 ----------------------
  58
  59 The pretty printers and their constant files may be installed in different paths
  60 for each distro, though gdb should be able to automatically load them by itself.
  61 When in doubt, you can use the 'info pretty-printer' gdb command to list the
  62 loaded pretty printers.
  63
  64 If the printers aren't automatically loaded for some reason, you should add the
  65 following to your .gdbinit:
  66
  67 python
  68 import sys
  69 sys.path.insert(0, '/path/to/constants/file/directory')
  70 end
  71
  72 source /path/to/printers.py
  73
  74 If you're building glibc manually, '/path/to/constants/file/directory' should be
  75 '/path/to/glibc-build/submodule', where 'submodule' is e.g. nptl.
  76
  77
  78 Testing
  79 -------
  80
  81 The pretty printers come with a small test suite based on PExpect, which is a
  82 Python module with Expect-like features for spawning and controlling interactive
  83 programs.  Each printer has a corresponding C program and a Python script
  84 that uses PExpect to drive gdb through the program and compare its output to
  85 the expected printer's.
  86
  87 The tests run on the glibc host, which is assumed to have both gdb and PExpect;
  88 if any of those is absent the tests will fail with code 77 (UNSUPPORTED).
  89 Native builds can be tested simply by doing 'make check'; cross builds must use
  90 cross-test-ssh.sh as test-wrapper, like this:
  91
  92 make test-wrapper='/path/to/scripts/cross-test-ssh.sh user@host' check
  93
  94 (Remember to share the build system's filesystem with the glibc host's through
  95 NFS or something similar).
  96
  97 Running 'make check' on a cross build will only compile the test programs,
  98 without running the scripts.
  99
 100
 101 Adding new pretty printers
 102 --------------------------
 103
 104 Adding new pretty printers to glibc requires following these steps:
 105
 106 1. Identify which constants must be generated from C headers, and write the
 107 corresponding .pysym file.  See scripts/gen-py-const.awk for more information
 108 on how this works.  The name of the .pysym file must be added to the
 109 'gen-py-const-headers' variable in your submodule's Makefile (without the .pysym
 110 extension).
 111
 112 2. Write the pretty printer code itself.  For this you can follow the gdb
 113 Python API documentation, and use the existing printers as examples.  The printer
 114 code must import the generated constants file (which will have the same name
 115 as your .pysym file).  The names of the pretty printer files must be added
 116 to the 'pretty-printers' variable in your submodule's Makefile (without the .py
 117 extension).
 118
 119 3. Write the unit tests for your pretty printers.  The build system calls each
 120 test script passing it the paths to the test program source, the test program
 121 binary, and the printer files you added to 'pretty-printers' in the previous
 122 step.  The test scripts, in turn, must import scripts/test_printers_common
 123 and call the init_test function passing it, among other things, the name of the
 124 set of pretty printers to enable (as seen by running 'info pretty-printer').
 125 You can use the existing unit tests as examples.
 126
 127 4. Add the names of the pretty printer tests to the 'tests-printers' variable
 128 in your submodule's Makefile (without extensions).  In addition, for each test
 129 program you must define a corresponding CFLAGS-* and CPPFLAGS-* variable and
 130 set it to $(CFLAGS-printers-tests) to ensure they're compiled correctly.  For
 131 example, test-foo-printer.c requires the following:
 132
 133 CFLAGS-test-foo-printer.c := $(CFLAGS-printers-tests)
 134 CPPFLAGS-test-foo-printer.c := $(CFLAGS-printers-tests)
 135
 136 Finally, if your programs need to be linked with a specific library, you can add
 137 its name to the 'tests-printers-libs' variable in your submodule's Makefile.
 138
 139
 140 Known issues
 141 ------------
 142
 143 * Pretty printers are inherently coupled to the code they're targetting, thus
 144 any changes to the target code must also update the corresponding printers.
 145 On the plus side, the printer code itself may serve as a kind of documentation
 146 for the target code.
 147
 148 * There's no guarantee that the information the pretty printers provide is
 149 complete, i.e. some details might be left off.  For example, the pthread_mutex_t
 150 printers won't report whether a thread is spin-waiting in an attempt to acquire
 151 the mutex.
 152
 153 * Older versions of the gdb Python API have a bug where
 154 gdb.RegexpCollectionPrettyPrinter would not be able to get a value's real type
 155 if it was typedef'd.  This would cause gdb to ignore the pretty printers for
 156 types like pthread_mutex_t, which is defined as:
 157
 158 typedef union
 159 {
 160   ...
 161 } pthread_mutex_t;
 162
 163 This was fixed in commit 1b588015839caafc608a6944a78aea170f5fb2f6, and released
 164 as part of gdb 7.8.  However, typedef'ing an already typedef'd type may cause
 165 a similar issue, e.g.:
 166
 167 typedef pthread_mutex_t mutex;
 168 mutex a_mutex;
 169
 170 Here, trying to print a_mutex won't trigger the pthread_mutex_t printer.
 171
 172 * The test programs must be compiled without optimizations.  This is necessary
 173 because the test scripts rely on the C code structure being preserved when
 174 stepping through the programs.  Things like aggressive instruction reordering
 175 or optimizing variables out may make this kind of testing impossible.