如何从 C 扩展中打印值？答案

【问题标题】：How do I print values from C extensions?如何从 C 扩展中打印值？
【发布时间】：2015-04-20 21:35:03
【问题描述】：

每个 Ruby 对象都是 C 中的 VALUE 类型。如何以可读的方式打印它？

欢迎任何其他有关调试 Ruby C 扩展的提示。

【问题讨论】：

【解决方案1】：

您可以使用 C 函数 rb_p 对 Ruby 对象调用 p。例如：

VALUE empty_array = rb_ary_new();
rb_p(empty_array); // prints out "[]"

【讨论】：

谢谢，这值得更多的支持！调试 c 扩展的任何其他提示或资源？

【解决方案2】：

我发现了一种在 Visual Studio 中使用 Natvis 文件的有趣方式。

我已经在 Ruby C API 上创建了 C++ 包装对象 - 这给了我更多的类型安全性，并且语法变得更类似于编写实际的 Ruby。

我不会发布整个代码 - 太长了，我计划最终将其开源。

但它的要点是：

class Object
{
public:
  Object(VALUE value) : value_(value)
  {
    assert(NIL_P(value_) || kind_of(rb_cObject));
  }

  operator VALUE() const
  {
    return value_;
  }
  // [More code] ...
}

那么我们以String 类为例：

class String : public Object
{
public:
  String() : Object(GetVALUE("")) {}
  String(VALUE value) : Object(value)
  {
    CheckTypeOfOrNil(value_, String::klass());
  }
  String(std::string value) : Object( GetVALUE(value.c_str()) ) {}
  String(const char* value) : Object( GetVALUE(value) ) {}


  operator std::string()
  {
    return StringValueCStr(value_);
  }

  operator std::string() const
  {
    return operator std::string();
  }

  static VALUE klass()
  {
    return rb_cString;
  }

  // String.empty?
  bool empty()
  {
    return length() == 0;
  }

  size_t length() const
  {
    return static_cast<size_t>(RSTRING_LEN(value_));
  }

  size_t size() const
  {
    return length();
  };

};

所以 - 我的包装器确保检查它们包装的 VALUE 是预期类型还是 Nil。

然后，我为 Visual Studio 编写了一些 natvis 文件，当我逐步执行代码时，这些文件将为我的包装器对象提供一些实时调试信息：

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<AutoVisualizer xmlns="http://schemas.microsoft.com/vstudio/debugger/natvis/2010">

<Type Name="SUbD::ruby::String">
  <DisplayString Condition="value_ == RUBY_Qnil">Ruby String: Nil</DisplayString>
  <DisplayString Condition="value_ != RUBY_Qnil">Ruby String: {((struct RString*)value_)->as.heap.ptr,s}</DisplayString>
  <StringView Condition="value_ != RUBY_Qnil">((struct RString*)value_)->as.heap.ptr,s</StringView>
  <Expand>
    <Item Name="[VALUE]">value_</Item>
    <Item Name="[size]" Condition="value_ != RUBY_Qnil">((struct RString*)value_)->as.heap.len</Item>
    <Item Name="[string]" Condition="value_ != RUBY_Qnil">((struct RString*)value_)->as.heap.ptr</Item>
    <Item Name="[capacity]" Condition="value_ != RUBY_Qnil">((struct RString*)value_)->as.heap.aux.capa</Item>
  </Expand>
</Type>

</AutoVisualizer>

请注意，这一切都被硬编码为 Ruby 2.0 的确切内部结构。这在 Ruby 1.8 或 1.9 中不起作用 - 尚未尝试使用 2.1 或 2.2。此外，我还没有添加 String 的存储方式可能会发生变化。（短字符串可以存储为立即值。）（事实上 - 上面发布的 natvis 仅适用于 32 位 - 目前不适用于 64 位。）

但是一旦设置完成，我就可以单步执行代码并检查 Ruby 字符串，就像它们是 std::string:

让这一切正常工作并非易事。如果您在我的 natvis 中注意到我的 RUBY_Qnil 引用 - 除非我将这段调试代码添加到我的项目中，否则它们将无法工作：

// Required in order to make them available to natvis files in Visual Studio.
#ifdef _DEBUG
const auto DEBUG_RUBY_Qnil              = RUBY_Qnil;
const auto DEBUG_RUBY_FIXNUM_FLAG       = RUBY_FIXNUM_FLAG;
const auto DEBUG_RUBY_T_MASK            = RUBY_T_MASK;
const auto DEBUG_RUBY_T_FLOAT           = RUBY_T_FLOAT;
const auto DEBUG_RARRAY_EMBED_FLAG      = RARRAY_EMBED_FLAG;
const auto DEBUG_RARRAY_EMBED_LEN_SHIFT = RARRAY_EMBED_LEN_SHIFT;
const auto DEBUG_RARRAY_EMBED_LEN_MASK  = RARRAY_EMBED_LEN_MASK;
#endif

不幸的是，您不能在 natvis 定义中使用宏，这就是为什么我必须通过检查 Ruby 源代码本身将其中的许多宏手动扩展为 natvis 文件。（Ruby 交叉参考在这里有很大帮助：http://rxr.whitequark.org/mri/ident?v=2.0.0-p247）

它仍然是 WIP，但它已经为我省去了很多麻烦。最终我想在 GitHub 上提取调试设置：https://github.com/thomthom（如果您有兴趣，请关注该帐户。）

【讨论】：

【解决方案3】：

这是我想出的：

static void d(VALUE v) {
    ID sym_puts = rb_intern("puts");
    ID sym_inspect = rb_intern("inspect");
    rb_funcall(rb_mKernel, sym_puts, 1,
        rb_funcall(v, sym_inspect, 0));
}

将它放在C 文件中，您可以像这样输出VALUEs：

VALUE v;
d(v);

我借鉴了this article 的想法。

【讨论】：