c - Linux C : Easy & 'pretty' dump/printout of structs (like in gdb) - from source code?

Question

我正在构建的内核模块中的一些结构存在一个小问题，所以我认为如果有一种简单的方法来打印结构及其值会很好——下面是一个小的用户态示例我的意思。

假设我们有如下简单的 C 示例(以 bash 命令的形式给出):

FN=mtest

cat > $FN.c <<EOF
#include <stdio.h> //printf
#include <stdlib.h> //calloc

struct person
{
 int age; 
 int height; 
};

static struct person *johndoe;

main ()
{

 johndoe = (struct person *)calloc(1, sizeof(struct person));
 johndoe->age = 6; 

 asm("int3"); //breakpoint for gdb

 printf("Hello World - age: %d\n", johndoe->age);

 free(johndoe);
}
EOF

gcc -g -O0 $FN.c -o $FN

# just a run command for gdb
cat > ./gdbcmds <<EOF
run
EOF

gdb --command=./gdbcmds ./$FN 

如果我们运行这个例子，程序会编译，gdb 会运行它，并在断点处自动停止。在这里我们可以做以下事情:

Program received signal SIGTRAP, Trace/breakpoint trap.
main () at mtest.c:20
20  printf("Hello World - age: %d\n", johndoe->age);
(gdb) p johndoe
$1 = (struct person *) 0x804b008
(gdb) p (struct person)*0x804b008
$2 = {age = 6, height = 0}
(gdb) c
Continuing.
Hello World - age: 6

Program exited with code 0300.
(gdb) q

如图所示，在 gdb 中我们可以将结构指针 johndoe 的值打印(转储？)为 {age = 6, height = 0} ... I想做同样的事情，但直接来自 C 程序；如以下示例所示:

#include <stdio.h> //printf
#include <stdlib.h> //calloc
#include <whatever.h> //for imaginary printout_struct

struct person
{
 int age; 
 int height; 
};

static struct person *johndoe;
static char report[255]; 

main ()
{

 johndoe = (struct person *)calloc(1, sizeof(struct person));
 johndoe->age = 6; 

 printout_struct(johndoe, report); //imaginary command

 printf("Hello World - age: %d\nreport: %s", johndoe->age, report);

 free(johndoe);
}

这将产生如下输出:

Hello World - age: 6
$2 = {age = 6, height = 0}

所以我的问题是 - 是否存在像虚构的 printout_struct 这样的函数 - 或者是否有另一种方法可以实现这样的打印输出？

在此先感谢您的帮助，
干杯!

Answer 1

只是想说 - 感谢您提供的所有出色且快速的答案，帮助我理解了问题(为什么 C 中没有这样的“ native ”函数)!

(很抱歉回答我自己的问题 - 这样做是为了不混淆原始帖子，并且能够格式化代码)

在进一步寻找的过程中，我设法找到了:

• generate a core dump in linux - Stack Overflow
• just-in-time debugging? - mlist.linux.kernel | Google Groups

这说明了使用进程本身的 pid 调用 gdb 的技巧，因此我修改了在那里找到的 dumpstack 函数，以获得以下代码:

FN=mtest

cat > $FN.c <<EOF
#include <stdio.h> //printf
#include <stdlib.h> //calloc, system

extern const char *__progname;

struct person
{
    int age; 
    int height; 
};

static struct person *johndoe;
static char report[255]; 

static void printout_struct(void* invar, char* structname){
    /* dumpstack(void) Got this routine from http://www.whitefang.com/unix/faq_toc.html
    ** Section 6.5. Modified to redirect to file to prevent clutter
    */
    /* This needs to be changed... */
    char dbx[160];

    sprintf(dbx, "echo 'p (struct %s)*%p\n' > gdbcmds", structname, invar );
    system(dbx);

    sprintf(dbx, "echo 'where\ndetach' | gdb -batch --command=gdbcmds %s %d > struct.dump", __progname, getpid() );
    system(dbx);

    sprintf(dbx, "cat struct.dump");
    system(dbx);

    return;
}

main ()
{

    johndoe = (struct person *)calloc(1, sizeof(struct person));

    johndoe->age = 6; 
    printout_struct(johndoe, "person"); 

    johndoe->age = 8; 
    printout_struct(johndoe, "person"); 

    printf("Hello World - age: %d\n:", johndoe->age);

    free(johndoe);
}


EOF

gcc -g -O0 $FN.c -o $FN

./$FN

基本上最终显示了我想要的内容:

0x00740422 in __kernel_vsyscall ()
$1 = {age = 6, height = 0}
0x00740422 in __kernel_vsyscall ()
$1 = {age = 8, height = 0}
Hello World - age: 8

不过，我不确定它是否适用于内核模块......

再次感谢您的帮助，
干杯!

编辑:我认为它不适用于内核模块的原因是，在这种情况下，我们有一个带有进程 ID 的用户态程序；我们只需从这个程序中调用 gdb，同时向它指示我们的 PID - 这样 gdb 就可以“附加”到我们的进程；然后，由于还指示 gdb 加载带有调试符号的可执行文件(因此它将“知道”结构是什么)，并指示给定结构变量所在的地址， gdb 然后可以打印出结构。

对于内核模块——首先，我不认为它们是具有唯一 PID 的“进程”，因此 gdb 将没有任何附加对象!事实上，有一个内核调试器，kgdb它实际上可以闯入正在运行的内核并单步执行模块源代码；但是，您需要通过串行连接连接第二台机器 - 或者虚拟机，请参阅 Linux Hacks: Setting up kgdb using kvm/qemu .

因此，无论如何，gdb 似乎无法检查当前正在运行的主机内核的内存 gdb 正在运行 - 但我会尝试进行实验，如果实验结果并非如此，我一定会发布 :)