使用gdb调试多线程FlasCC应用程序

破晓 · 发表于 2014-12-29 19:32:42

多线程C/C++程序使用pthread库可以被FlasCC编译，在Flash Player11.5或以上版本中运行。

我们开始吧！

我们将使用一个非常简单的多线程C程序，文件名sample.c，它来自这个优秀的pthreads多线程教程：

#include <pthread.h>
#include <stdio.h>
#define NUM_THREADS 5
void *PrintHello(void *threadid)
{
long tid;
tid = (long)threadid;
printf("Hello World! It's me, thread #%ld!\n", tid);
pthread_exit(NULL);
}
int main (int argc, char *argv[])
{
pthread_t threads[NUM_THREADS];
int rc;
long t;
for(t=0; t<NUM_THREADS; t++){
printf("In main: creating thread %ld\n", t);
rc = pthread_create(&threads[t], NULL, PrintHello, (void *)t);
if (rc){
printf("ERROR; return code from pthread_create() is %d\n", rc);
exit(-1);
}
}
/* Last thing that main() should do */
pthread_exit(NULL);
}

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这段代码创建一些线程将字符输出到屏幕上。首先使用gcc将代码编译到SWF。

.../flascc/sdk/usr/bin/gcc -g -O0 -pthread sample.c -emit-swf -o sample.swf

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现在使用gdb运行这个SWF。

.../flascc/sdk/usr/bin/gdb sample.swf

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在PrintHello函数前增加一个breakpoint，并运行程序：

(gdb) break PrintHello
No symbol table is loaded. Use the "file" command.
Make breakpoint pending on future shared library load? (y or [n]) y
Breakpoint 1 (PrintHello) pending.
(gdb) run
Starting program: sample.swf
0xdddddddd in ?? ()

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注意PrintHello函数仍被FlashPlayer执行了，这是因为在默认情况下，gdb只在主线程执行，为了对其他线程进行操作，我们需要打开gdb的多线程支持。为此，我们需要启用gdb的"non-stop"模式。"non-stop"模式是指当程序中一个线程停止时，其他线程不受影响。当插入或在后台执行新的命令行，gdb会提示你输入下一个命令而原来的代码执行不受影响。当后台代码执行结束，gdb会通知你。在此模式下，FlasCC允许你单独控制所有线程。

"non-stop"模式与gdb默认的"all-stop"模式略有不同。在"all-stop"模式中，gdb同时执行所有命令，这意味着只有在所有命令执行结束，才可以输入新命令。在此模式下，gdb会忽略主线程以外的其他线程。注意这是gdb的特定行为，转而言之，"all-stop"模式是指程序中的一个线程停止，其他所有线程也将停止。

我们按CTRL+C退出gdb会话，选择Y。

^C
Program received signal SIGTRAP, Trace/breakpoint trap.
0x00000000 in ?? ()
(gdb) q
A debugging session is active.
Inferior 1 [Remote target] will be killed.
Quit anyway? (y or n) y

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重新启动gdb，我们尝试使用"non-stop"模式。

.../flascc/sdk/usr/bin/gdb sample.swf

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"non-stop"模式调试程序

"non-stop"模式必须在开运行程序前启用，为此你需要调用3个命令：

(gdb) set pagination off
(gdb) set target-async on
(gdb) set non-stop on

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技巧：如果你讨厌每次输入这些命令，你可以在a.gdbinit文件中自定义一个gdb命令。

define myCustomCommand
set pagination off
set target-async on
set non-stop on
end

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.gdbinit文件会在gdb每次启动时自动加载，它可以放在根目录或当前目录，这样下次启动gdb时，你只需要输入一行代码就可以启用"non-stop"模式。

(gdb) myCustomCommand

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现在我们已经准备好调试程序，首先设置一个breakpoint在main：

(gdb) break main

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运行SWF：

(gdb) run

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程序需要几秒加载，然后在main这中断了。你可以忽略[Worker 1]#1的输出，直到确认程序在main这中断了。

Breakpoint 1, 0xf0000083 in main (argc=0, argv=0x200ff0) at sample.c:18
18 for(t=0; t<NUM_THREADS; t++){
(gdb)

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目前为止这与默认模式的gdb很相似，但这也是事情发生变化的地方。也许你想让代码继续执行，当你这样做的时候你会看到错误提示：

(gdb) step
Cannot execute this command while the selected thread is running.

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gdb报告说虽然线程被中断，可是该线程仍然在运行。你可能不理解为什么会有2个线程？毕竟在这段代码中，我们没有使用多线程。原因在于起用多线程支持后，FlasCC会创建后台线程执行程序，这允许你对C代码进行多种操作而不影响UI。你可以使用info threads命令查看运行程序的线程：

(gdb) info threads
Id Target Id Frame
2 Worker 2 0xf0000083 in main (argc=0, argv=0x200ff0) at sample.c:18
* 1 Worker 1 (running)

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你可以看到线程2，代码在18行处中断了，而线程1，UI线程仍然在运行。为了管理UI事件，UI线程负责管理其他较低级别的线程。由于这个原因，如果你想其他线程能够顺畅运行，最好不要中断UI线程。

*表示当前gdb中选择的程序。可以使用线程命令改变gdb当前选择的线程。我们来选择线程2。

(gdb) thread 2
[Switching to thread 2 (Worker 2)]
#0 0xf0000083 in main (argc=0, argv=0x200ff0) at sample.c:18
18 for(t=0; t<NUM_THREADS; t++){

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现在再试一下step，输入2次：

(gdb) step
19 printf("In main: creating thread %ld\n", t);
(gdb) step
20 rc = pthread_create(&threads[t], NULL, PrintHello, (void *)t);

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在这里我们使用pthread_create函数创建一个线程。该线程将调用PrintHello函数。如果你注意观察sample.c的源代码，会发现我们实际是在一个for循环中创建大量的线程。我们中断了PrintHello函数，所以我们可以完全控制每一个线程，创建或调用PrintHello函数。

(gdb) break PrintHello
Breakpoint 2 at 0xf000004e: file sample.c, line 8.

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现在所处的线程是运行步进的，我们来看看会发生什么：

(gdb) step
21 if (rc){
(gdb) [New Worker 4]
Breakpoint 2, 0xf000004f in PrintHello (threadid=0x0) at sample.c:8
8 tid = (long)threadid;

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如果你仔细看会觉得有点怪。当你跳过执行这一行代码，gdb提示一切正常，同时另一个线程开始调用PrintHello ，很快它执行到中断处，输出到屏幕上。别担心一切正常。你会发现你仍然可以输入gdb命令，即使你没有看见任何提示符。

如果你想找回提示符，使用CTRL+C即可。CTRL+C，然后使用info threads命令查看线程：

Quit
(gdb) info threads
Id Target Id Frame
3 Worker 4 0xf000004f in PrintHello (threadid=0x0) at sample.c:8
* 2 Worker 2 0xf00000a2 in main (argc=0, argv=0x200ff0) at sample.c:21
1 Worker 1 (running)
(gdb)

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使用step命令

切换到Id3线程，使用2次step命令：

(gdb) thread 3
[Switching to thread 3 (Worker 4)]
#0 0xf000004f in PrintHello (threadid=0x0) at sample.c:8
8 tid = (long)threadid;
(gdb) step
9 printf("Hello World! It's me, thread #%ld!\n", tid);
(gdb) step
10 pthread_exit(NULL);
(gdb)

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我们看到PrintHello函数的最后一行pthread_exit()被执行。如果我们多执行一次step命令，意味着这个线程执行结束，我们将看不到任何输出：

(gdb) step

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不用担心这也是正常的。step命令会gdb跳过当前行，直接运行下一行代码。然而在这种情况下，pthread_exit()会导致调用进程终止，没有返回值也不会继续运行下一行（线程已运行结束）。gdb会等待是否有新命令输入。你可以按下CTRL+C中断gdb，再按下CTRL+C获得提示符，然后使用info threads命令查看线程：

(gdb) info threads
Id Target Id Frame
2 Worker 2 0xf00000a2 in main (argc=0, argv=0x200ff0) at sample.c:21
1 Worker 1 (running)
The current thread has terminated. See `help thread'.
(gdb)

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注意Id3线程已终止，没有显示在线程列表里，也没有*当前选择的线程。现在我们回到被挂起的线程2：

(gdb) thread 2
[Switching to thread 2 (Worker 2)]
#0 0xf00000a2 in main (argc=0, argv=0x200ff0) at sample.c:21
21 if (rc){

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如果我们执行4次step命令，将创建1个新线程调用PrintHello函数。

(gdb) step
18 for(t=0; t<NUM_THREADS; t++){
(gdb) step
19 printf("In main: creating thread %ld\n", t);
(gdb) step
20 rc = pthread_create(&threads[t], NULL, PrintHello, (void *)t);
(gdb) step
21 if (rc){
(gdb) [New Worker 5]
Breakpoint 2, 0xf000004f in PrintHello (threadid=0x1) at sample.c:8
8 tid = (long)threadid;

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CTRL+C，然后选择新线程：

Quit
(gdb) info threads
Id Target Id Frame
4 Worker 5 0xf000004f in PrintHello (threadid=0x1) at sample.c:8
* 2 Worker 2 0xf00000a2 in main (argc=0, argv=0x200ff0) at sample.c:21
1 Worker 1 (running)
(gdb) thread 4
[Switching to thread 4 (Worker 5)]
#0 0xf000004f in PrintHello (threadid=0x1) at sample.c:8
8 tid = (long)threadid;
(gdb)

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使用continue命令

这次我们试试continue命令：

(gdb) continue
Continuing.

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当gdb continue线程，会在中断处一直等待，直到你输入新的命令。在这里线程2被挂起，线程4已结束，除非我们恢复线程2，否则程序不会再运行到中断处。为了继续调试程序，我们需要中断gdb并恢复线程2。CTRL+C中断gdb，再按下CTRL+C获得提示符，然后使用info threads命令查看线程：

(gdb) info threads
Id Target Id Frame
2 Worker 2 0xf00000a2 in main (argc=0, argv=0x200ff0) at sample.c:
21
1 Worker 1 (running)
The current thread has terminated. See `help thread'.
(gdb)

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返回主线程，然后执行4次step命令，创建新线程。

(gdb) thread 2
[Switching to thread 2 (Worker 2)]
#0 0xf00000a2 in main (argc=0, argv=0x200ff0) at sample.c:21
21 if (rc){
(gdb) step
18 for(t=0; t<NUM_THREADS; t++){
(gdb) step
19 printf("In main: creating thread %ld\n", t);
(gdb) step
20 rc = pthread_create(&threads[t], NULL, PrintHello, (void *)t);
(gdb) step
21 if (rc){
(gdb) [New Worker 6]
Breakpoint 2, 0xf000004f in PrintHello (threadid=0x2) at sample.c:8
8 tid = (long)threadid;

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按下CTRL+C获得提示符，然后切换到Id5线程：

Quit
(gdb) info threads
Id Target Id Frame
5 Worker 6 0xf000004f in PrintHello (threadid=0x2) at sample.c:8
* 2 Worker 2 0xf00000a2 in main (argc=0, argv=0x200ff0) at sample.c:
21
1 Worker 1 (running)
(gdb) thread 5
[Switching to thread 5 (Worker 6)]
#0 0xf000004f in PrintHello (threadid=0x2) at sample.c:8
8 tid = (long)threadid;
(gdb)

复制代码

使用continue&命令
再次执行continue命令，与上次稍有不同，使用的命令是continue&。&符号表示这是一个异步命令，gdb会提示你输入下一个命令。

(gdb) continue&
Continuing.
(gdb)

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这个命令允许我们继续长时间运行线程，同时允许我们继续输入新命令及调试其他线程。本教程最后附有一个表格，显示所有&支持的命令。

如果现在执行info threads，我们会看到这个线程运行完毕。

(gdb) info threads
Id Target Id Frame
2 Worker 2 0xf00000a2 in main (argc=0, argv=0x200ff0) at sample.c:
21
1 Worker 1 (running)
The current thread has terminated. See `help thread'.

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这种情况下使用continue&很方便，因我们不需要在线程结束后按CTRL+C。

我们回到主线程，执行continue&：

(gdb) thread 2
[Switching to thread 2 (Worker 2)]
#0 0xf00000a2 in main (argc=0, argv=0x200ff0) at sample.c:21
21 if (rc){
(gdb) continue&
Continuing.
(gdb)
Breakpoint 2, 0xf000004f in PrintHello (threadid=0x3) at sample.c:8
8 tid = (long)threadid;
Breakpoint 2, 0xf000004f in PrintHello (threadid=0x4) at sample.c:8
8 tid = (long)threadid;

复制代码

仔细观察你会发现当其他线程运行到中断处，提示符就会出现。按下CTRL+C获得提示符。

使用thread apply命令
在调试多线程应用时，可能有很多线程，你需要经常在线程之间切换。thread apply是一个很方便的命令。它允许你为一系列线程调用相同的命令。举例，我们来backtrace2个线程到PrintHello中断处。