如何向用 python 实现的语言添加回溯/调试功能？

Question

我正在使用 python 来实现另一种名为“foo”的编程语言。 foo 的所有代码都会被翻译成 python，并且也会在同一个 python 解释器中运行，所以它会 JIT 翻译成 python。

这是 foo 的一小段代码：

function bar(arg1, arg2) {
    while (arg1 > arg2) {
        arg2 += 5;
    }
    return arg2 - arg1;
}

这将转化为：

def _bar(arg1, arg2):
    while arg1 > arg2:
        arg2 += 5
        watchdog.switch()
    watchdog.switch()
    return arg2 - arg1

“看门狗”是一个 greenlet（生成的代码也在 greenlet 上下文中运行），它将监控/限制资源使用，因为该语言将运行不受信任的代码。

从示例中可以看出，在生成 python 代码之前，将对解析树进行小幅更改，以便添加看门狗开关并对函数标识符进行小幅更改。

为了满足所有需求，我还必须在语言中添加回溯/调试功能，这样当python运行时抛出异常时，用户将看到的是foo的代码回溯（而不是显示生成的python代码回溯)。

假设用户创建了一个名为“program.foo”的文件，其内容如下：

1  function bar() {
2      throw Exception('Some exception message');
3  }
4
5  function foo() {
6      output('invoking function bar');
7      bar();
8  }
9
10 foo();

这将转化为：

def _bar():
    watchdog.switch()
    raise Exception('Some exception message')

def _foo():
    print 'invoking function bar'
    watchdog.switch()
    _bar()

watchdog.switch()
_foo()

那么，'program.foo' 的输出应该是这样的：

invoking function bar
Traceback (most recent call last):
  File "program.foo", line 10
    foo();
  File "program.foo", line 7, inside function 'foo'
    bar();
  File "program.foo", line 2, inside function 'bar'
    throw Exception('Some exception message');
Exception: Some exception message

有没有简单的方法可以做到这一点？我更喜欢不涉及检测 python 字节码的解决方案，因为它在解释器实现的内部，但如果没有别的，那么检测字节码也会这样做。

Answer 1

您可以使用将上下文（文件名、函数、行号等）记录到全局堆栈的装饰器来装饰每个生成的 Python 函数。然后您可以派生自己的 Exception 类并在解释器的顶层捕获它。最后，您可以使用全局调试堆栈中的信息打印出您喜欢的内容。