新手如何用 VSCode 调试 MySQL
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2022-05-27 19:19
前几天看到姜老师的旧文用 VSCode 编译和调试 MySQL，每个 DBA 都应 get 的小技能[1], 文末留了一个思考题，如何修改源码，自定义版本，使得 select version() 输出自定义内容
调试过程参考macOS VSCode 编译调试 MySQL 5.7[2]
内部 Item 对象参考从SQL语句到MySQL内部对象[3]
源码面前没有秘密，建义对 DB 感兴趣的尝试 debug 调试。本文环境为 mac + vscode + lldb
依赖及插件
vscode 插件：
C/C++ C/C++ Clang Command Adapter CodeLLDB CMake Tools
mysql 源码：
mysql-boost-5.7.35.tar.gz
补丁：MySQL <= 8.0.21 需要对 cmake/mysql_version.cmake 文件打补丁 (没有严格测试所有版本)
tar -zxf mysql-boost-5.7.35.tar.gz
cd mysql-5.7.35
mv VERSION MYSQL_VERSION
sed -i '' 's|${CMAKE_SOURCE_DIR}/VERSION|${CMAKE_SOURCE_DIR}/MYSQL_VERSION|g' cmake/mysql_version.cmake
创建 cmake-build-debug 目录，后续 mysql 编译结果，以及启动后生成的文件都在这里
mkdir -p cmake-build-debug/{data,etc}
配置 CMake 与编译
在 mysql 工程目录下面创建 .vscode/settings.json 文件
{
"cmake.buildBeforeRun": true,
"cmake.buildDirectory": "${workspaceFolder}/cmake-build-debug/build",
"cmake.configureSettings": {
"WITH_DEBUG": "1",
"CMAKE_INSTALL_PREFIX": "${workspaceFolder}/cmake-build-debug",
"MYSQL_DATADIR": "${workspaceFolder}/cmake-build-debug/data",
"SYSCONFDIR": "${workspaceFolder}/cmake-build-debug/etc",
"MYSQL_TCP_PORT": "3307",
"MYSQL_UNIX_ADDR": "${workspaceFolder}/cmake-build-debug/data/mysql-debug.sock",
"WITH_BOOST": "${workspaceFolder}/boost",
"DOWNLOAD_BOOST": "0",
"DOWNLOAD_BOOST_TIMEOUT": "600"
}
}
内容没啥好说的，都是指定目录及 boost 配置，其中 WITH_DEBUG 打开 debug 模式，会在 /tmp/debug.trace 生成 debug 信息
View -> Command Palette -> CMake: Configure 执行后生成 cmake 配置
View -> Command Palette -> CMake: Build 编译生成最终 mysql 相关命令
发现老版本编译很麻烦，各种报错，mysql 5.7 代码量远超过 5.5, 只能硬着头皮看 5.7
初始化数据库
首先初始化 my.cnf 配置，简单的就可以，共它均默认
cd cmake-build-debug
cat > etc/my.cnf <[mysqld]
port=3307
socket=mysql.sock
innodb_file_per_table=1
log_bin = on
server-id = 10086
binlog_format = ROW
EOF
初始化数据文件，非安全模式，调试用
./build/sql/mysqld --defaults-file=etc/my.cnf --initialize-insecure
tree -L 1 data
data
├── auto.cnf
├── ca-key.pem
├── ca.pem
├── client-cert.pem
├── client-key.pem
├── ib_buffer_pool
├── ib_logfile0
├── ib_logfile1
├── ibdata1
├── mysql
├── on.000001
├── on.index
├── performance_schema
├── private_key.pem
├── public_key.pem
├── server-cert.pem
├── server-key.pem
└── sys
运行 MySQL
由于用 vscode 接管 mysql, 所以需要配置 .vscode/launch.json
{
// 使用 IntelliSense 了解相关属性。
// 悬停以查看现有属性的描述。
// 欲了解更多信息，请访问: https://go.microsoft.com/fwlink/?linkid=830387
"version": "0.2.0",
"configurations": [
{
"type": "lldb",
"request": "launch",
"name": "Debug mysqld",
"program": "${workspaceFolder}/cmake-build-debug/build/sql/mysqld",
"args": [
"--defaults-file=${workspaceFolder}/cmake-build-debug/etc/my.cnf", "--debug"
],
"cwd": "${workspaceFolder}"
},
{
"type": "lldb",
"request": "launch",
"name": "Debug mysql",
"program": "${workspaceFolder}/cmake-build-debug/build/client/mysql",
"args": [
"-uroot",
"-P3307",
"-h127.0.0.1"
],
"cwd": "${workspaceFolder}"
}
]
}
然后点击 run and debug mysqld
mysql 启动，看到输出日志无异常，此时可以用 mysql-client 连接
mysql -uroot -S ./data/mysql.sock
调试
首先在 sql_parser.cc:5435 处打断点
void mysql_parse(THD *thd, Parser_state *parser_state)
mysql_parse 是 sql 处理的入口，至于 tcp connection 连接先可以忽略
mysql> select version();
执行上述 sql 自动跳转到断点处，Step Into, Step Over, Step Out 这些调试熟悉下即可
接下来分别调用主要函数：mysql_execute_command, execute_sqlcom_select, handle_query, select->join->exec(), Query_result_send::send_data, Item::send, Item_string:val_str, Protocol_text::store, net_send_ok
修改源码
启动 mysql 时 init_common_variables 会初始化一堆变量，其中会调用 set_server_version 生成版本信息，修改这个就可以
static void set_server_version(void)
{
char *end= strxmov(server_version, MYSQL_SERVER_VERSION,
MYSQL_SERVER_SUFFIX_STR, NullS);
......
#ifndef NDEBUG
if (!strstr(MYSQL_SERVER_SUFFIX_STR, "-debug"))
end= my_stpcpy(end, "-dongzerun");
#endif
if (opt_general_log || opt_slow_log || opt_bin_log)
end= my_stpcpy(end, "-log"); // This may slow down system
......
}
看好条件编译的是哪块，修改即可，重新 CMake: Build 编译再运行
mysql> select version();
+----------------------+
| version() |
+----------------------+
| 5.7.35-dongzerun-log |
+----------------------+
1 row in set (0.00 sec)
Item Class
这里不做过深分析，简单讲
select version(),select now()这些简单 sql 在 server 层就能得到结果，无需进入引擎层version(),now()这些函数在 yacc&lex 词法解析时就会解析成对应的Item类最后 mysql 渲染结果时，就是由 Item::itemize写到 result 中
function_call_generic:
IDENT_sys '(' opt_udf_expr_list ')'
{
$$= NEW_PTN PTI_function_call_generic_ident_sys(@1, $1, $3);
}
| ident '.' ident '(' opt_expr_list ')'
{
$$= NEW_PTN PTI_function_call_generic_2d(@$, $1, $3, $5);
}
;
sql_yacc.cc 函数 PTI_function_call_generic_ident_sys 解析 sql, 识别出 version() 是一个函数调用
virtual bool itemize(Parse_context *pc, Item **res)
{
if (super::itemize(pc, res))
return true;
......
/*
Implementation note:
names are resolved with the following order:
- MySQL native functions,
- User Defined Functions,
- Stored Functions (assuming the current
Create_func *builder= find_native_function_builder(thd, ident);
if (builder)
*res= builder->create_func(thd, ident, opt_udf_expr_list);
......
return *res == NULL || (*res)->itemize(pc, res);
}
find_native_function_builder 查找 hash 表，找到对应 version 函数注册的单例工厂函数
static Native_func_registry func_array[] =
{
{ { C_STRING_WITH_LEN("ABS") }, BUILDER(Create_func_abs)},
{ { C_STRING_WITH_LEN("ACOS") }, BUILDER(Create_func_acos)},
......
{ { C_STRING_WITH_LEN("VERSION") }, BUILDER(Create_func_version)},
......
{ {0, 0}, NULL}
};
mysql 启动时调用 item_create_init 将这些函数 builder 注册到 hash 表 native_functions_hash
Create_func_version Create_func_version::s_singleton;
Item*
Create_func_version::create(THD *thd)
{
return new (thd->mem_root) Item_func_version(POS());
}
class Item_func_version : public Item_static_string_func
{
typedef Item_static_string_func super;
public:
explicit Item_func_version(const POS &pos)
: Item_static_string_func(pos, NAME_STRING("version()"),
server_version,
strlen(server_version),
system_charset_info,
DERIVATION_SYSCONST)
{}
virtual bool itemize(Parse_context *pc, Item **res);
};
可以看到 Item_func_version 函数创建时传参即为 mysql server_version 版本信息
小结
MySQL 代码太庞大，5.1 大约 100w 行，5.5 130w 行，5.7 以后 330w 行，只能挑重点读源码。最近很多群里的人在背八股，没必要，有那时间学着调试下源码，读读多好
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参考资料
用 VSCode 编译和调试 MySQL，每个 DBA 都应 get 的小技能: https://www.modb.pro/db/112992,
[2]macOS VSCode 编译调试 MySQL 5.7: https://shockerli.net/post/mysql-source-macos-vscode-debug-5-7/,
[3]从SQL语句到MySQL内部对象: https://www.orczhou.com/index.php/2012/11/mysql-innodb-source-code-optimization-1/#21_Item,
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