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GDB多线程调试基本命令和实现简介以及一个常见问题的解决

2011年8月31日

本文转载自hellogcc 作者:teawater@hellogcc

GDB多线程调试的基本命令

info threads
显示当前可调试的所有线程,每个线程会有一个GDB为其分配的ID,后面操作线程的时候会用到这个ID。
前面有*的是当前调试的线程。

thread ID
切换当前调试的线程为指定ID的线程。

thread apply ID1 ID2 command
让一个或者多个线程执行GDB命令command。

thread apply all command
让所有被调试线程执行GDB命令command。

set scheduler-locking       off | on | step
估计是实际使用过多线程调试的人都可以发现,在使用step或者continue命令调试当前被调试线程的时候,其他线程也是同时执行的,怎么只让被调试程序执行呢?通过这个命令就可以实现这个需求。

off 不锁定任何线程,也就是所有线程都执行,这是默认值。
on 只有当前被调试程序会执行。
step 在单步的时候,除了next过一个函数的情况(熟悉情况的人可能知道,这其实是一个设置断点然后continue的行为)以外,只有当前线程会执行。

GDB多线程调试的实现思路:

在介绍完基本的多线程调试命令后,大概介绍一下GDB多线程调试的实现思路。

比较主要的代码是thread.c,前面介绍的几个命令等都是在其中实现。

thread_list 这个表存储了当前可调试的所有线程的信息。

函数add_thread_silent或者add_thread(不同版本GDB不同)用来向thread_list列表增加一个线程的信息。

函数delete_thread用来向thread_list列表删除一个线程的信息。

上面提到的这2个函数会被有线程支持的target调用,用来增加和删除线程,不同的OS对线程的实现差异很大,这么实现比较好的保证了GDB多线程调试支持的扩展性。

函数info_threads_command是被命令info threads调用的,就是显示thread_list列表的信息。

函数thread_command是被命令thread调用,切换当前线程最终调用的函数是switch_to_thread,这个函数会先将当前调试线程变量inferior_ptid,然后对寄存器和frame缓冲进行刷新。

函数thread_apply_command被命令thread apply调用,这个函数的实际实现其实很简单,就是先切换当前线为指定线程,然后调用函数execute_command调用指定函数。

比较特别的是set scheduler-locking没有实现在thread.c中,而是实现在控制被调试程序执行的文件infrun.c中。

对其的设置会保存到变量scheduler_mode中,而实际使用这个变量的函数只有用来令被调试程序执行的函数resume。在默认情况下,传递给target_resume的变量是resume_ptid,默认情况下其的值为RESUME_ALL,也就是告诉target程序执行的时候所有被调试线程都要被执行。而当scheduler_mode设置为只让当前线程执行的时候,resume_ptid将被设置为inferior_ptid,这就告诉target只有inferior_ptid的线程会被执行。

最后特别介绍一下Linux下多线程的支持,基本的调试功能在linux-nat.c中,这里有对Linux轻量级别进程本地调试的支持。但是其在调试多线程程序的时候,还需要对pthread调试的支持,这个功能实现在linux-thread-db.c中。对pthread的调试要通过调用libthread_db库来支持。

这里有一个单独的target”multi-thread”,这个target有2点很特别:

第一,一般target的装载是在调用相关to_open函数的时候调用push_target进行装载。而这个target则不同,在其初始化的时候,就注册了函数thread_db_new_objfile到库文件attach事件中。这样当GDB为调试程序的动态加载库时候attach库文件的时候,就会调用这个函数thread_db_new_objfile。这样当GDB装载libpthread库的时候,最终会装载target”multi-thread”。

第二,这个target并没有像大部分target那样自己实现了全部调试功能,其配合linux-nat.c的代码的功能,这里有一个target多层结构的设计,要介绍的比较多,就不详细介绍了。

嵌入式Linux环境中调试多线程程序的一个常见问题的解决

最后介绍一个在Linux下尤其是嵌入式Linux环境中调试多线程程序的一个常见问题的解决。

基本现象是在一个Linux环境中,调试多线程程序不正常,info threads看不到多线程的信息。有时候基本调试正常,或者会收到很多奇怪的信号。

造成这个问题的原因有:

1. 使用的库是glibc而libpthread库被strip过。

2. libthread_db库和libpthread库不匹配。

第1种情况一般是嵌入式开发在板子上运行GDB所遇到的情况,为了节省板子上的空间,有时候会把所有的库都strip一下,就遇见了这种现象,解决这种问题的办法是:拷贝一个没有strip过的libpthread库到板子上,或者使用“strip –strip-debug libpthread.so.0”代替直接strip。

第2种情况一般是在板子使用gdbserver,远程使用GDB进行调试,这时候往往板子和运行GDB的机器的体系结构不同,造成了库的不匹配。这时候可以在用remote命令连接gdbserver以前,用“set solib-absolute-prefix”或者“set sysroot”命令设置正确的库搜索路径,就可以解决这个问题

本文地址:
http://www.kgdb.info/gdb_multi_threads_debug/
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