(第22回)GDBのスレッド対応(その５:スレッド切替えとまとめ)

あなたは 人目のお客様です．

前回までで info threads によるスレッド情報表示ができるようになった． 次は thread コマンドによるスレッド切替えだ． ついでに前回問題になった，info threads を２回行うと固まるというバグを 修正したい．

まずgdb上で info threads を行うと

(gdb) info threads
  7 Thread 135026304 ( Name: httpd, State: SLP, Priority: 09)  0x0805edeb in kill ()
  6 Thread 135025536 ( Name: telnetd, State: SLP, Priority: 08)  0x0805edeb in kill
    ()
  5 Thread 135024768 ( Name: clock, State: SLP, Priority: 07)  0x0805edeb in kill ()
  4 Thread 135024000 ( Name: idle, State: RUN, Priority: 1f)  0x0806088f in select ()
  3 Thread 135023232 ( Name: outlog, State: SLP, Priority: 03)  0x0805edeb in kill ()
* 2 Thread 135022464 ( Name: stubd, State: RUN, Priority: 02)  breakpoint ()
    at i386-stub.c:1158
  1 Thread 135021696 ( Name: extintr, State: SLP, Priority: 01)  0x0805edeb in kill
    ()
(gdb) 

たとえばここで

(gdb) thread 3

で，前回の実装でためしに thread コマンドによるスレッド切替えを実行してみたら， 以下のようになった．

(gdb) thread 3
Thread ID 3 has terminated.

(gdb)

[$T080c4a80#4c](+)($#00)[+]

で，いつもどおりremote.cを調べてみる． 「'T'」で検索してもそれっぽい部分が見つからなかったので， 「"T」で検索したら以下の部分が見つかった．

static int
remote_thread_alive (ptid_t ptid)
{
  struct remote_state *rs = get_remote_state ();
  int tid = PIDGET (ptid);

  if (tid < 0)
    xsnprintf (rs->buf, get_remote_packet_size (), "T-%08x", -tid);
  else
    xsnprintf (rs->buf, get_remote_packet_size (), "T%08x", tid);
  putpkt (rs->buf);
  getpkt (&rs->buf, &rs->buf_size, 0);
  return (rs->buf[0] == 'O' && rs->buf[1] == 'K');
}

remote.c を読んだ感じだと，スレッドの存在／消去は適当に remote_thread_alive() が呼ばれることで検出されるようだ． 消滅したスレッドは「T」コマンドでOK以外が返ることになり， その場合にはスレッドは消滅したと判断して削除する， という処理になっているようだ．

さらに今回，カレントスレッドの切替えを追っていて気がついたのだが， シグナル発生時のスタブ側のシグナル送信処理(handle_exception()の先頭付近)で， Tコマンドと一緒にスレッド番号を送信することで，カレントスレッドを gdb 側に 伝えることができるようだ (さらに新規スレッドの場合には，[New スレッドID]のように表示される)． ここで言うTコマンドと言うのは，上で説明したgdb側からスレッドの存在確認のために gdbから送られてくるTコマンドではなく，ブレーク時などにスタブ側から送信される ものだ(第16回参照)． 今回はTコマンドがgdb→スタブのものとスタブ→gdbのものの２種類が登場するので， 混同しないように注意してほしい．

gdb側がウエイト状態(スタブのブレーク待ちで，gdbプロンプト未表示状態)では， remote.c の remote_wait() によってブレーク待ちとなっている． で，スタブからTコマンドが送られてくるとブレークが発生したと判断して gdbの処理が始まるのだが，ここで

                    if (strncmp (p, "thread", p1 - p) == 0)
                      {
                        p_temp = unpack_varlen_hex (++p1, &thread_num);
                        record_currthread (thread_num);
                        p = p_temp;
                      }

さらにこの際，record_currthread() という関数が呼ばれている． record_currthread() は以下のようになっている．

static void
record_currthread (int currthread)
{
  general_thread = currthread;

  /* If this is a new thread, add it to GDB's thread list.
     If we leave it up to WFI to do this, bad things will happen.  */
  if (!in_thread_list (pid_to_ptid (currthread)))
    {
      add_thread (pid_to_ptid (currthread));
      ui_out_text (uiout, "[New ");
      ui_out_text (uiout, target_pid_to_str (pid_to_ptid (currthread)));
      ui_out_text (uiout, "]\n");
    }
}

なので，今回はスタブのブレーク時のTコマンド送信部分に，スレッドIDを 格納するような対処も行う．

で，実装したのがこんな感じ．

• ソースコードはこちら

(2009/04/10 ライセンスに関する文書として，KL-01とLICENSEを追加． 詳しくは第43回を参照)

前回からの差分については diff.txt 参照．

まず，

diff -ruN kozos21/i386-stub.c kozos22/i386-stub.c
--- kozos21/i386-stub.c	Sat Nov 24 11:35:14 2007
+++ kozos22/i386-stub.c	Sat Nov 24 14:39:50 2007
@@ -831,6 +831,11 @@
   ptr = mem2hex((char *)®isters[PC], ptr, 4, 0); 	/* PC */
   *ptr++ = ';';
 
+  strcpy(ptr, "thread:");
+  ptr += 7;
+  ptr = intNToHex(ptr, (int)gen_thread->id, 4);
+  *ptr++ = ';';
+
   *ptr = '\0';
 
   putpacket (remcomOutBuffer);

さらに，こちらはgdbからスタブに対するTコマンド

 #endif
 	  break;
 
+	case 'T':
+	  {
+	    int threadid;
+	    kz_thread *thp;
+	    hexToInt(&ptr, &threadid);
+	    thp = (kz_thread *)threadid;
+	    if (thp->id) {
+	      strcpy (remcomOutBuffer, "OK");
+	    } else {
+	      strcpy (remcomOutBuffer, "E01");
+	    }
+	  }
+	  break;
+
 	case 'q':
 	  switch (*ptr++)
 	    {

次に「qP」コマンドに対する修正．前回，スレッドIDが 0xffffffff でqPコマンドが 送られてくることの対処だ．

@@ -1029,7 +1048,16 @@
 		mode = hexToIntN(&ptr, 4);
 		threadid[0] = hexToIntN(&ptr, 4);
 		threadid[1] = hexToIntN(&ptr, 4);
-		thp = (kz_thread *)threadid[1];
+		if (threadid[1] == 0xffffffff)
+		  {
+		    /*
+		     * 何を返すべきかちょっと不明なので，とりあえず
+		     * カレントスレッドを返す．
+		     */
+		    thp = gen_thread; /* current を返すべきか？ 不明... */
+		  } else {
+		    thp = (kz_thread *)threadid[1];
+		  }
 
 		ptr = remcomOutBuffer;
 		*ptr++ = 'Q';
@@ -1041,13 +1069,13 @@
 		if (mode & TAG_THREADID) {
 		  ptr = intNToHex(ptr, TAG_THREADID, 4); /* mode */
 		  ptr = intNToHex(ptr, 16, 1); /* length */
-		  ptr = intNToHex(ptr, threadid[0], 4);
-		  ptr = intNToHex(ptr, threadid[1], 4);
+		  ptr = intNToHex(ptr, 0, 4);
+		  ptr = intNToHex(ptr, (int)thp->id, 4);
 		}
 		if (mode & TAG_EXISTS) {
 		  ptr = intNToHex(ptr, TAG_EXISTS, 4); /* mode */
 		  ptr = intNToHex(ptr, 1, 1); /* length */
-		  *ptr++ = '1';
+		  *ptr++ = thp->id ? '1' : '0';
 		}
 		if (mode & TAG_DISPLAY) {
 		  ptr = intNToHex(ptr, TAG_DISPLAY, 4); /* mode */

注意しなければならないのは，「qP」コマンドの応答時には， remote_unpack_thread_info_response()でスレッドIDのチェックをしているので， スレッドIDは送られてきた 0xffffffff をそのまま返して， TAG_THREADID によってカレントスレッドのスレッドIDを返しているという点だ． あとついでに TAG_EXISTS によってスレッドの存在の有無を返す際に， スレッドの存在をちゃんと調べるように修正．

最後に，Hgコマンドに対する修正．

@@ -1098,6 +1126,7 @@
 		  {
 		    if (rev) val = -val;
 		    stub_restore_regs(gen_thread);
+		    if (val == -1) val = (int)current;
 		    gen_thread = (kz_thread *)val;
 		    stub_store_regs(gen_thread);
 		    strcpy (remcomOutBuffer, "OK");

Hg-1

では，動かしてみよう．いつもどおり実行形式 koz を起動，gdbで接続， continue，Ctrl-Cブレークしてから，info threads を実行してみる．

[New Thread 135022688] と表示されていて，新しいスレッドが作成されたことが 検知できていることに注目．

info threads を実行してみる．

無事に表示されている．もう一度 info threads を実行してみよう．

おー，２回繰り返しても問題無くなった．

次に，thread コマンドによってスレッドを切替えてみる．

で，where によりスタックトレースをとってみよう．

ふむ，outlog_main() から呼び出されているので，たしかに outlog スレッドの トレースのようだ．こんなふうにして，ブレーク時の各スレッドの情報を見ることが できる．当然だけど up コマンドでスタックトレースを追いかければ，関数呼び出し の階層を追うことができる．ソースコードももちろんその都度表示される．

ちなみにブレークポイントもスレッド単位で設定できて，たとえば

(gdb) break func thread 3

• 通常通り，ブレークポイントを設定する．
• ブレーク時にgdbはカレントスレッドを聞きにいき，当該のスレッドならば ブレークする．
• 当該のスレッドでないならば，そのブレークは無視して，動作続行する．

ちょっと試してみよう．まず，ブレークポイントの設定．

(gdb) break dummy_func thread 3
Breakpoint 1 at 0x804b11e: file telnetd.c, line 21.
(gdb) 

実際に telnet から call を実行してみよう．

% telnet 192.168.0.3 20001
Trying 192.168.0.3...
Connected to 192.168.0.3.
Escape character is '^]'.
> call
OK
> 

...
Sat Nov 24 14:08:43 2007
Sat Nov 24 14:08:44 2007
Sat Nov 24 14:08:45 2007
($T054:ec561208;5:f4561208;8:1fb10408;thread:080c4260;#31)[+]
[$g#67](+)($00000000477a0a080000000060420c08ec561208f4561208ec571208000000001fb1040812020000330000003b0000003b0000003b0000003b0000001b000000#98)[+]
[$P8=1eb10408#ba](+)($OK#9a)[+]
[$M8048088,1:55#c2](+)($OK#9a)[+]
[$M804b11e,1:c7#43](+)($OK#9a)[+]
[$Hc80c4260#42](+)($#00)[+]
[$s#73](+)($T054:ec561208;5:f4561208;8:25b10408;thread:080c4260;#01)[+]
[$m8048088,1#3e](+)($55#6a)[+]
[$M8048088,1:cc#1e](+)($OK#9a)[+]
[$m804b11e,1#8f](+)($c7#9a)[+]
[$M804b11e,1:cc#6f](+)($OK#9a)[+]
[$Hc0#db](+)($#00)[+]
[$c#63](+)Sat Nov 24 14:08:47 2007
Sat Nov 24 14:08:48 2007
Sat Nov 24 14:08:49 2007
Sat Nov 24 14:08:50 2007
...

• Mコマンドによりブレークポイントを元に戻す．
• sコマンドによりステップ実行で処理をちょい先に進める．
• Mコマンドにより再度ブレークポイントを設定する．
• cコマンドにより continue する．

ステップ実行で処理を進めるのは，continue の直後に同じ場所でまたブレークしない ようにするためのおなじみの動作だ．このへんについては第16回を参照．

うーん，さすがgdb．こんなことまでしてくれるんだねえ．．．ちょっと感動．

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