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macros - 在 Common Lisp 中获取宏的堆栈跟踪模拟

问题描述

我可能会要求不可能的事情，但我仍然想知道。

是否可以获得宏的堆栈跟踪的模拟？也就是说，如果在某个函数内设置断点，宏堆栈跟踪将列出所有宏（可能带有它们的输入），这些宏被宏扩展以达到代码中的那个级别。

据我了解，目前这是不可能的，但可能是由于我的理解浅薄。Allegro 或 SBCL 是否允许或跟踪此类信息？看来这对于调试宏非常有用。

任何帮助或建议表示赞赏。

标签： macroscommon-lispstack-tracetrace

解决方案

由于 SBCL 是仅编译器实现，这意味着所有代码都会自动编译（与“解释”相反）。对宏的调用作为编译的一部分被扩展，因此某些东西是宏调用的事实丢失了。

(defmacro m (n)
   `(/ 10 ,n))

(defun foo (x) (m x))

SBCL：

* (foo 0)

debugger invoked on a DIVISION-BY-ZERO in thread
#<THREAD "main thread" RUNNING {1001E06493}>:
  arithmetic error DIVISION-BY-ZERO signalled
Operation was /, operands (10 0).

Type HELP for debugger help, or (SB-EXT:EXIT) to exit from SBCL.

restarts (invokable by number or by possibly-abbreviated name):
  0: [ABORT] Exit debugger, returning to top level.

(SB-KERNEL::INTEGER-/-INTEGER 10 0)
0] backtrace

Backtrace for: #<SB-THREAD:THREAD "main thread" RUNNING {1001E06493}>
0: (SB-KERNEL::INTEGER-/-INTEGER 10 0)
1: (FOO 0)
2: (SB-INT:SIMPLE-EVAL-IN-LEXENV (FOO 0) #<NULL-LEXENV>)
3: (EVAL (FOO 0))
4: (INTERACTIVE-EVAL (FOO 0) :EVAL NIL)
[...]

一些实现，例如 Allegro CL，既支持解释代码也支持编译代码，第一个有助于调试，第二个提供更好的性能。（我在这里展示了命令行交互。Allegro 还提供了一个 GUI 来设置我不熟悉的断点。）

cl-user(4): (foo 0)
Error: Attempt to divide 10 by zero.
  [condition type: division-by-zero]

Restart actions (select using :continue):
 0: Return to Top Level (an "abort" restart).
 1: Abort entirely from this (lisp) process.

[1] cl-user(5): :zoom
Evaluation stack:

   (error division-by-zero :operation ...)
 ->(/ 10 0)
   (foo 0)
   (eval (foo 0))
   [...]

缩放命令需要许多选项来更详细，这显示了以下形式(block foo (m x))：

[1] cl-user(6): :zoom :all t
Evaluation stack:

... 4 more newer frames ...

   ((:runsys "lisp_apply"))
   [... sys::funcall-tramp ]
   (excl::error-from-code 17 nil ...)
   (sys::..runtime-operation "integer_divide" :unknown-args)
   (excl::/_2op 10 0)
 ->(/ 10 0)
   [... excl::eval-as-progn ]
   (block foo (m x))
   (foo 0)
   (sys::..runtime-operation "comp_to_interp" 0)
   [... excl::%eval ]
   (eval (foo 0))

当您(compile 'foo)的宏调用将被扩展（如 SBCL）并且不再出现在回溯中（但 Allegro 的源代码级调试可能会有所帮助）。

一般来说，在定义宏时，为了帮助调试，尝试扩展为函数调用，而不是大量代码。例如，而不是：

(defmacro with-foo ((var-x var-y thing) &body body)
   `(let ((,var-x (..derive from ,thing ..))
          (,var-y (..derive from ,thing ..)))
       ,@body))

我会这样写：

(defmacro with-foo ((var-x var-y thing) &body body)
   `(call-with-foo (lambda (,var-x ,var-y) ,@body) ,thing))

(defun call-with-foo (func thing)
  (let ((x (..derive from thing ..)
        (y (..derive from thing ..))
   (funcall func x y)))

所以它最终会出现在堆栈跟踪中并且很容易重新定义。请参阅Kent Pitman 的这篇精彩文章：

顺便说一句，回到 CL，你应该知道，当我编写这些 WITH-xxx 宏时，我几乎总是伴随着一个 CALL-WITH-xxx，这样我就可以进行任何一种调用。但我发现我几乎从不使用 CALL-WITH-xxx，即使我是提供它作为选项的人。我编写它们的主要原因不是为了使用它们而是为了使重新定义更容易，因为我可以重新定义 CALL-WITH-xxx 而无需重新定义宏，因此如果定义发生更改，我不必重新编译调用者。

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