numpy C语言源代码调试（一）

近期学习numpy，希望了解numpy内部实现机制，尝试调试numpy的源代码，特别是其中的C语言源码。

在numpy的官方网站上，有numpy的开发人员手册：

https://docs.scipy.org/doc/numpy/dev/

通过git下载numpy的源代码

git clone https://github.com/numpy/numpy.git

使用下面的命令之一可以进行测试

python runtests.py -v
python runtests.py -v -s random
python runtests.py -v -t numpy/core/tests/test_nditer.py::test_iter_c_order
python runtests.py --ipython
python runtests.py --python somescript.py
python runtests.py --bench
python runtests.py -g -m full

　　

使用下面的命令进行编译

 

python setup.py build_ext -i

　　

调试

首先创建一个用于测试的python文件，例如mytest.py

from numpy import linspace #注意这里写错了
x = np.arange(5)
np.empty_like(x)

　运行gdb进行调试　

gdb --args python runtests.py -g --python mytest.py

　　

然后在gdb中设置断点后运行

(gdb) break array_empty_like
(gdb) run

numpy的开发人员手册中完全是春秋笔法，多余的话一句都没有，非常言简意赅，但是实际成功进行调试还是很困难的，通过试验，实现了原始gdb调试以及多种GUI前端的调试方式。

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以下是具体环境和做法：

环境

调试这一类程序，我首选的是Linux，因为各种所需的软件和运行库，只要几条命令就可以了。

用虚拟机安装Ubuntu 18.04.2 64bit，该版本默认安装了python 2.7和3.6.7，这里主要使用python 3.6.7，所以文档里面使用python的地方需要改为python3。

为了方便软件包的安装，需要安装pip3

sudo apt install python3-pip

测试

在克隆好的numpy的源代码目录中，执行以下命令：

python runtests.py -v

如果命令失败，可能是缺少一些软件包，例如cython，使用如下命令进行安装

sudo apt install cython

gdb调试

上述步骤正确之后，可以使用官方提供的方法开始gdb的调试了，但是gdb是一个完全命令行的调试器，使用起来非常费力，我还是习惯于图形界面的调试器。

首先创建一个用于测试的python文件，例如mytest.py，注意官方文档写错了。

import numpy as np
x = np.arange(5)
np.empty_like(x)

　运行gdb进行调试　

gdb --args python runtests.py -g --python mytest.py

接下来是几种gdb图形界面调试器的使用，待续。