Windows下Rcpp生成的DLL调试（逐行）

Question

最近我一直在尝试使用 Rcpp（内联）来生成 DLL，这些 DLL 在提供的 R 输入上执行各种任务。 如果给定一组特定的 R 输入，我希望能够逐行调试这些 DLL 中的代码。（我在 Windows 下工作。）

为了说明，让我们考虑一个任何人都应该能够运行的特定示例......

下面的代码是一个非常简单的 cxx 函数，它只是将输入向量加倍。但是请注意，还有一个额外的变量 myvar 会更改几次值但不会影响输出 - 添加此变量是为了让我们能够看到调试过程何时正确运行。

library(inline)
library(Rcpp)

f0 <- cxxfunction(signature(a="numeric"), plugin="Rcpp", body='
    Rcpp::NumericVector xa(a);
    int myvar = 19;
    int na = xa.size();
    myvar = 27;
    Rcpp::NumericVector out1(na);
    for(int i=0; i < na; i++) {
        out1[i] = 2*xa[i];
        myvar++;
    }
    myvar = 101;
    return(Rcpp::List::create( _["out1"] = out1));
')

我们运行上面的代码后，输入命令

getLoadedDLLs()

在 R 会话中显示 DLL 列表。列出的最后一个应该是上述进程创建的 DLL - 它有一个随机的临时名称，在我的例子中是

file7e61645c

“文件名”列显示 cxxfunction 已将此 DLL 放在位置 tempdir()，对我来说目前是

C:/Users/TimP/AppData/Local/Temp/RtmpXuxtpa/file7e61645c.dll

现在，调用 DLL 的明显方式是通过f0，如下

> f0(c(-7,0.7,77))

$out1
[1] -14.0   1.4 154.0

但我们当然也可以使用.Call 命令直接按名称调用DLL：

> .Call("file7e61645c",c(-7,0.7,77))

$out1
[1] -14.0   1.4 154.0

所以我已经达到了直接使用 R 输入调用独立 DLL（这里是向量 c(-7,0.7,77)）并让它正确地将答案返回给 R 的地步。

不过，我真正需要的是一个用于逐行调试的工具（我想是使用 gdb），它可以让我观察到 myvar 的值被设置为 19、27、28 , 29, 30, 最后是 101，随着代码的进行。 上面的示例是故意设置的，因此调用 DLL 不会告诉我们有关 myvar 的任何信息。

为了澄清，这里的“获胜条件”是能够观察 myvar 的变化（看到值 myvar=19 将是第一步！）而不向代码主体添加任何其他内容。这显然可能需要更改代码的编译方式（是否有调试模式设置可以打开？），或者调用 R 的方式 - 但我不知道从哪里开始。如上所述，所有这些都是基于 Windows 的。

最后说明：在我的实验中，我实际上对 cxxfunction 的副本进行了一些小的修改，以便输出 DLL - 以及其中的代码 - 接收用户定义的名称并位于用户定义的目录中，而不是临时名称和位置。但这并不影响问题的本质。我提到这一点只是为了强调如果有人轻推我，更改编译设置应该相当容易:)

为了完整起见，在上面的原始 cxx 函数调用中设置 verbose=TRUE 显示编译参数为以下形式：

C:/R/R-2.13.2/bin/i386/R CMD SHLIB file7e61645c.cpp 2> file7e61645c.cpp.err.txt 
g++ -I"C:/R/R-213~1.2/include"    -I"C:/R/R-2.13.2/library/Rcpp/include"      -O2 -Wall  -c file7e61645c.cpp -o file7e61645c.o
g++ -shared -s -static-libgcc -o file7e61645c.dll tmp.def file7e61645c.o C:/R/R-2.13.2/library/Rcpp/lib/i386/libRcpp.a -LC:/R/R-213~1.2/bin/i386 -lR

我的改编版本具有与上述相同的编译参数，除了字符串“file7e61645c”被用户选择的名称（例如“testdll”）替换并将相关文件复制到更永久的位置。

提前感谢你们的帮助:)

Answer 1

我对某些Rcpp 用户对inline 包及其cxxfunction() 的痴迷感到有些震惊。是的，它确实非常有帮助，并且肯定进一步推动了Rcpp 的采用，因为它使快速实验变得如此容易。是的，它允许我们在源代码中使用 700 多个单元测试。是的，我一直在这里使用它来演示示例，在 rcpp-devel list 上，甚至在 presentations 上。

但这是否意味着我们应该在每项任务中使用它？这是否意味着它没有“成本”，例如临时目录中的随机文件名等pp？ Romain 和我在我们的文档中争论不休。

最后，动态加载的 R 模块的调试是困难的。在（强制性）Writing R Extensions 中有一个完整的部分关于它，Doug Bates 曾经或两次通过ESS 和 Emacs 发布了一个关于如何做到这一点的教程（尽管我总是忘记他在哪里发布它；曾经是 IIRC rcpp-devel list)。

2012 年 7 月 7 日编辑：

这是你的一步一步：

• （前言：我已经使用 gcc 和 g++ 很多年了，即使我添加了 -g，我也不总是将 -O2 变成 -O0。我真的不确定你是否需要它，但作为你要它...）

• 将环境变量 CXXFLAGS 设置为“-g -O0 -Wall”。有很多方法可以做到这一点，有些是平台相关的（例如 Windows 控制面板），因此不太通用和有趣。我在 Windows 和 Unix 上使用~/.R/Makevars。您可以使用它，或者您可以覆盖 R 的系统范围 $RHOME/etc/Makeconf 或者您可以使用 Makeconf.site 或...查看完整文档---但正如我所说，~/.R/Makevars 是我的首选方式它不会干扰 R 之外的编译。

• 现在每个编译 R 通过 R CMD SHLIB, R CMD COMPILE, R CMD INSTALL, ... 将使用。因此，使用内联或本地包不再重要。继续内联...

• 对于其余部分，我们主要遵循“编写 R 扩展”的“第 4.4.1 节在动态加载的代码中查找入口点”：

• 使用 R -d gdb 启动另一个 R 会话。

• 编译您的代码。对于

fun <- cxxfunction(signature(), plugin="Rcpp", verbose=TRUE, body='
   int theAnswer = 42;
   return wrap(theAnswer);
')

我明白了

[...]
Compilation argument:
 /usr/lib/R/bin/R CMD SHLIB file11673f928501.cpp 2> file11673f928501.cpp.err.txt 
 ccache g++-4.6 -I/usr/share/R/include -DNDEBUG   -I"/usr/local/lib/R/site- library/Rcpp/include"   -fpic  -g -O0 -Wall -c file11673f928501.cpp -o file11673f928501.o
g++-4.6 -shared -o file11673f928501.so file11673f928501.o -L/usr/local/lib/R/site-library/Rcpp/lib -lRcpp -Wl,-rpath,/usr/local/lib/R/site-library/Rcpp/lib -L/usr/lib/R/lib -lR

• 调用例如tempdir()查看临时目录，cd到上面使用的这个临时目录和dyn.load()上面构建的文件：

 dyn.load("file11673f928501.so")

• 现在通过发送中断信号来挂起 R（在 Emacs 中，从下拉菜单中选择一个简单的选项）。

• 在 gdb 中，设置断点。上面的单个作业对我来说变成了第 32 行，所以

break file11673f928501.cpp 32
cont

• 回到R，调用函数：

  乐趣()

• Presto，在我们想要的断点处的调试器中：

R> fun()

Breakpoint 1, file11673f928501 () at file11673f928501.cpp:32
32      int theAnswer = 42;
(gdb) 

• 现在“完全”由您来发挥 gdb 的魔力

现在，正如我在第一次尝试中所说的那样，通过 Rcpp.package.skeleton() 可以为您编写的简单包（在我看来）这一切都会变得更容易，因为您不必处理随机目录和文件名。但各有各的...