如何使用 gdb 查看 C++ 类如何在内存中布局？答案

【问题标题】：How can I see how a C++ class gets laid out in memory with gdb?如何使用 gdb 查看 C++ 类如何在内存中布局？
【发布时间】：2011-10-12 20:56:13
【问题描述】：

我有一个程序的调试版本（V8 JavaScript VM），我想了解某些类的实例是如何在内存中布局的。我可以像这样漂亮地打印结构：

(gdb) print thread_local
$6 = {
  blocks_ = {
    data_ = 0x868ceb0,
    capacity_ = 7,
    length_ = 1
  },
  entered_contexts_ = {
    data_ = 0x868d828,
    capacity_ = 1,
    length_ = 1
  },
  saved_contexts_ = {
    data_ = 0x868d838,
    capacity_ = 1,
    length_ = 1
  },
  spare_ = 0x0,
  ignore_out_of_memory_ = false,
  call_depth_ = 1,
  handle_scope_data_ = {
    next = 0x0,
    limit = 0x0,
    level = 0
  }
}

但我想知道这些不同的成员（块、entered_contexts 等）相对于对象的起始位置在物理上的位置。在基于 Solaris 的系统上，mdb 可以对 C 结构执行此操作，如下所示：

> ::print -at port_event_t
0 port_event_t {
    0 int portev_events 
    4 ushort_t portev_source 
    6 ushort_t portev_pad 
    8 uintptr_t portev_object 
    10 void *portev_user 
}

在该示例中，每个字段的前缀都是从结构开始的偏移量。我想为 C++ 类做同样的事情。 gdb 必须拥有这些信息才能打印出结构成员，但是有什么方法可以查看它？

或者，是否有其他方法可以为正在运行的程序执行此操作？

【问题讨论】：

标签： c++ gdb

【解决方案1】：

您始终可以打印出每个成员的地址，并打印出this 来自己弄清楚（您使用& 来获取成员地址，就像使用语言本身一样）。

【讨论】：

【解决方案2】：

我希望我知道。

您可以使用 ptype 列出成员。然后你可以像这样编造一个穷人的偏移量：

(gdb) p/a &((my_struct_*)0)->my_member

(gdb) p/a &((struct sk_buff*)0)->iif
$7 = 0x74

【讨论】：

【解决方案3】：

2020年现代gdb版本有ptype /o:

(gdb) ptype /o 'sead::MethodTreeNode'
/* offset    |  size */  type = class sead::MethodTreeNode : public sead::IDisposer, public sead::TTreeNode<sead::MethodTreeNode*>, public sead::INamable {
                         private:
/*   88      |    32 */    class sead::StorageFor<sead::AnyDelegate> [with T = class sead::AnyDelegate] {
                             private:
/*   88      |    32 */        u8 mStorage[32];

                               /* total size (bytes):   32 */
                           } mDelegateHolder;
/*  120      |     8 */    class sead::CriticalSection *mCriticalSection;
/*  128      |     4 */    u32 mPriority;
/*  132      |     4 */    sead::BitFlag32 mPauseFlag;
/*  136      |     8 */    PauseEventDelegate *mPauseEventDelegate;
/*  144      |     8 */    void *mUserID;

                           /* total size (bytes):  152 */
                         }

它甚至会显示结构/类成员变量的布局和总大小。

为了记录，这是原始的 C++ 代码：

class MethodTreeNode : public IDisposer, public TTreeNode<MethodTreeNode*>, public INamable
{
    // ...
    using PauseEventDelegate = IDelegate2<MethodTreeNode*, PauseFlag>;
    // ...
    StorageFor<sead::AnyDelegate> mDelegateHolder;
    mutable CriticalSection* mCriticalSection;
    u32 mPriority;
    BitFlag32 mPauseFlag;
    PauseEventDelegate* mPauseEventDelegate;
    void* mUserID;
};

我还没有弄清楚如何让它以十六进制打印成员偏移量...

【讨论】：

【解决方案4】：

我知道的唯一方法是x /<number of bytes>x <variable name>

这会给你一个十六进制转储，然后由你来阅读结构。

【讨论】：

【解决方案5】：

使用pahole（不是 GDB 的一部分）。

另一种可能性是pahole.py（尚未提交）。

【讨论】：

谢谢。这看起来很有趣。