Introduce how the pdb work. And how to extend pdb function. 介紹 pdb 的原理以及如何替 pdb 擴充功能

1. PDB 的使用與原理
果凍

2. 簡介
● 中興大學學士
● 任職於曼克斯
● 接觸 python 時間有七年
● 喜歡學習新的程式語言
● C、C++、java、golang。
● Linkin: http://www.linkedin.
com/pub/kao-kuo-
tung/67/9a2/6b3
● About me: http://about.
me/ya790206

3. PDB 常用指令介紹
1. break
2. clear
3. step
4. next
5. return
6. continue
7. jump
8. list
9. p
*可惜 pdb 無法做到監看變數改變的功能

4. What is frame?
● 儲存 function 執行時的相關資訊，如區域變
數、函數位址等資訊。
● 作用像 C 的 call stack( run-time stack )。

5. PyFrameObject
f_back next outer frame object (this frame’s caller)
f_code code object being executed in this frame
f_exc_traceback traceback if raised in this frame, or None
f_exc_type exception type if raised in this frame, or None
f_exc_value exception value if raised in this frame, or None
f_globals global namespace seen by this frame
f_lineno current line number in Python source code
f_locals local namespace seen by this frame
f_trace tracing function for this frame, or None
REF: http://docs.python.org/2/library/inspect.html

6. fun1 call fun2, fun2 call fun3, fun3 call fun1
fun1's frame
fun2's frame
fun3's frame
fun1's frame
f_code
f_code
fun1's
code
object
fun2's
code
object
fun3's
code
object
f_back
f_back
f_back
f_code
f_code
frame 未必擺在連續的記憶體上，因此需要 f_back 的存在。詳情請見
PyFrame_New。

7. More Details
f_trace, if not None, is a function called at the start of each source code line
(this is used by the debugger)
f_lineno is the current line number of the frame — writing to this from within a
trace function jumps to the given line (only for the bottom-most frame).

8. sys._getframe([depth])¶
Return a frame object from the call stack. If optional integer depth is given,
return the frame object that many calls below the top of the stack. If that is
deeper than the call stack, ValueError is raised. The default for depthis zero,
returning the frame at the top of the call stack.
sys.settrace(tracefunc)
Set the system’s trace function, which allows you to implement a Python source
code debugger in Python. The function is thread-specific; for a debugger to
support multiple threads, it must be registered using settrace() for each thread
being debugged.

9. why?
it must be registered using settrace() for each thread being debugged.
Because: each thread have their own starck. In the python, the stack means
the frame.
process
thread
process
thread thread thread

10. 看看 pdb
● break => pdb:do_break -> bdb: set_break
(just create break point)
● step => pdb:do_step -> bdb: set_step -> self.
_set_stopinfo
● return => pdb:do_return -> bdb:set_return ->
self._set_stopinfo

11. trace function => bdb:trace_dispatch -> bdb:
dispatch_line -> stop_here -> pdb:user_line
(frame) -> pdb:interaction

12. 問題
A: 當離開互動模式時，最上層的 frame 是有 bug
code 的 frame。就像一般程式碼的執行，他會一
直執行最上層的 frame 的 code。
Q: 當有 bug 的 code 呼叫 set_trace 時， pdb 要
如何執行有 bug 的 code ?

13. 問題
Q: 我只有呼叫一次 pdb 的 set_trace，那為何程
式可以重複進入 pdb 的方法?
A: 因為每一層 frame 的 f_trace 都設定成 self.
trace_dispatch，所以每次在執行有bug 的 code
時，都會執行 self.trace_dispatch。所以藉由這個
方法，可以重複進入 pdb 的方法。

14. 問題
A: 因為 pdb 把相關資料存在物件裡(如 self.xxx
= yyy) 而非 frame 裡(如 xxx=yyy)
Q: 在執行有 bug 的 code 時，都是從 pdb 的方
法 return 回來的。因此 pdb 方法的 frame 會被
刪除。那為何我設定的中斷點資料不會消失?

15. 問題
Q: 既然 pdb 的資料是存在物件裡。可是我的程
式碼( 有 bug 的 code) 並沒有變數指向 pdb 的物
件，為何他不會被回收( garbage collection )?
A: 的確你的程式碼( 有 bug 的 code ) 沒有變數
指向 pdb。但是 pdb 在每個 frame 偷偷動了手
腳，讓每個 frame 的 f_trace 指向 pdb 物件的
trace_dispatch。這就是他長生的秘密。

16. recoverable_pdb
● github: https://github.com/ya790206/recoverable_pdb
● Like time machine, you can recover the runtime to the
point you save.
● addition command:
○ save point_name: save the current frame to the point.
○ restore point_name: restore frame from the frame you
saved.
○ diff point_name: compare the current frame and the
another you saved.
● limit:
○ same as jump command.
○ it can't recover file or database.

17. 為何需要自定義一個 try_copy?
1. 因為不是每個物件都可以被 copy。如 code
object。
2. 因為 dict 除了給程式設計師用外，他也會被用
來表示內部結構。因此需要對他做特別處理。
ref: http://docs.python.org/2/library/copy.html

18. Thanks all
thanks for all listener, taipei.py, and the
manx.
Taipe pyi: http://www.meetup.
com/Taipei-py/
The manx:
http://www.themanxgroup.tw/
The manx production:
http://lucky-lane.com/