Разработка отладчиков для программ с несколькими нитями

Отладчик должен инициализировать сеанс библиотеки отладки нитей для каждого процесса отладки. Это невозможно сделать до инициализации библиотеки нитей. С помощью функции pthdb_session_pthreaded отладчик может узнать, была ли инициализирована библиотека нитей. Функция pthdb_session_pthreaded проверяет, инициализирована ли библиотека нитей. Если да, то функция возвращает значение PTHDB_SUCCESS. Если нет, она возвращает значение PTHDB_NOT_PTHREADED. В обоих случаях она возвращает имя функции, с помощью которой можно установить точку прерывания для немедленного получения уведомления об инициализации библиотеки нитей. Таким образом, функция pthdb_session_pthreaded позволяет узнать об инициализации библиотеки нитей следующими способами:

• Отладчик может вызывать эту функцию при каждой остановке в процессе отладки для того чтобы узнать, активизированы ли нити в отлаживаемой программе.
• Отладчик может вызвать эту функцию один раз, а затем установить точку прерывания для получения уведомления об активизации нитей процесса, если эти нити еще не активизированы.

Библиотека отладки нитей применяет функции обратного вызова для выполнения следующих действий:

• Получения адресов и данных
• Записи данных
• Передачи функций управления памятью отладчику
• При отладке самой библиотеки отладки нитей

Отладчики должны поддерживать блокирование и освобождение нитей по следующим причинам:

• Для пошаговой отладки нити необходимо, чтобы отладчик заблокировал остальные нити.
• Для отладки группы нитей отладчик должен заблокировать все нити, не входящие в группу.

Для блокирования и разблокирования нитей применяются следующие функции:

• Функция pthdb_pthread_hold устанавливает для атрибута состояние блокировки нити значение блокирована.
• Функция pthdb_pthread_unhold устанавливает для атрибута состояние блокировки нити значение разблокирована.
  Прим.: Функции pthdb_pthread_hold и pthdb_pthread_unhold должны применяться всегда, независимо от того, существует ли для нити соответствующая нить ядра.
• Функция pthdb_pthread_holdstate возвращает значение атрибута состояние блокировки нити.
• Функция pthdb_session_committed возвращает имя функции, которая будет вызвана после фиксации всех изменений состояния блокировки нити. В эту функцию можно добавить точку прерывания, чтобы сообщить отладчику о фиксации изменений.
• Функция pthdb_session_stop_tid передает в библиотеку отладки нитей ИД нити (TID), вызвавшей остановку отладчика. Далее эта информация передается в библиотеку нитей.
• Функция pthdb_session_commit_tid поочередно возвращает ИД нитей ядра, работу которых нужно возобновить для фиксации изменений. Эту функцию нужно вызывать в цикле до тех пор, пока не будет получено значение PTHDB_INVALID_TID. Если список нитей ядра пуст, для фиксации не нужно возобновлять работу каких-либо нитей.

Отладчик может узнать о том, что все изменения состояния блокировки зафиксированы, следующими способами:

• Перед запуском операции фиксации (после возобновления работы всех нитей, ИД которых были возвращены функцией pthdb_session_commit_tid) отладчик может вызвать функцию pthdb_session_committed, определить с ее помощью имя функции и установить точку прерывания. (Этот способ можно использовать только один раз за время работы процесса).
• Перед запуском операции фиксации отладчик может вызвать функцию pthdb_session_stop_tid, передав в нее ИД нити, вызвавшей остановку отладчика. После фиксации библиотека нитей проверяет, что остановлена нить с тем же самым ИД, что и до фиксации.

Для блокирования нитей перед отладкой группы нитей или пошаговой отладкой одной нити нужно выполнить следующие действия:

1. С помощью функций pthdb_pthread_hold и pthdb_pthread_unhold укажите, какие нити должны быть блокированы, а какие - разблокированы.
2. Выберите способ проверки фиксации всех изменений состояния блокировки.
3. С помощью функции pthdb_session_commit_tid определите список ИД нитей, выполнение которых необходимо продолжить для фиксации изменений.
4. Возобновите работу нитей из этого списка, а также нити, вызвавшей остановку отладчика.

/* директивы include */

#include <sys/pthdebug.h>

main()
{
    tid_t stop_tid; /* нить, вызывающая остановку процесса */
    pthdb_user_t user = <уникальное значение отладчика>;
    pthdb_session_t session; /* <уникальное библиотечное значение> */
    pthdb_callbacks_t callbacks = <функции обратного вызова>;
    char *pthreaded_symbol=NULL;
    char *committed_symbol;
    int pthreaded = 0;
    int pthdb_init = 0;
    char *committed_symbol;

    /* fork/exec или подключение к отлаживаемой программе */

    /* отлаживаемая программа применяет функции ptrace()/ptracex() с опцией PT_TRACE_ME */

    while (/* ожидание события */) 
    {
      /* отладчик ждет активизации отлаживаемой программы */

      if (pthreaded_symbol==NULL) {
        rc = pthdb_session_pthreaded(user, &callbacks, pthreaded_symbol);
        if (rc == PTHDB_NOT_PTHREADED)
        {
            /* установка точки прерывания для pthreaded_symbol */
        }
        else
          pthreaded=1;	
      }
      if (pthreaded == 1 && pthdb_init == 0) {
          rc = pthdb_session_init(user, &session, PEM_32BIT, flags, &callbacks);
          if (rc)
              /* обработка ошибки и выход */
          pthdb_init=1;
      }
  
      rc = pthdb_session_update(session)
      if ( rc != PTHDB_SUCCESS)
	/* обработка ошибки и выход */

      while (/* считывание команд отладчика */)
      {
          switch (/* команда отладчика */)
          {
              ...
              case DB_HOLD:
                  /* независимо от того, связана нить с нитью ядра или нет */
                  rc = pthdb_pthread_hold(session, pthread);
                  if (rc)
                      /* обработка ошибки и выход */
              case DB_UNHOLD:
                  /* независимо от того, связана нить с нитью ядра или нет */
                  rc = pthdb_pthread_unhold(session, pthread);
                  if (rc)
                      /* обработка ошибки и выход */
              case DB_CONTINUE:
                  /* если нам не нужно блокировать нить до конца */
                  /* процесса */
                  if (pthreaded)
                  {
                      /* отладчик должен обработать список любой длины */
                      struct pthread commit_tids;
                      int commit_count = 0;
                      /* отладчик должен обработать список любой длины */
                      struct pthread continue_tids;
                      int continue_count = 0;
		      
		      rc = pthdb_session_committed(session, committed_symbol);
		      if (rc != PTHDB_SUCCESS)
			  /* обработка ошибки */
	              /* установка точки прерывания для committed_symbol */	
		      
                      /* получение всех ИД нитей, необходимых для фиксации */
                      /* всех операций блокировки/освобождения */
                      do
                      {
                          rc = pthdb_session_commit_tid(session, 
                                                &commit_tids.th[commit_count++]);
                          if (rc != PTHDB_SUCCESS)
                              /* обработка ошибки и выход */
                      } while (commit_tids.th[commit_count - 1] != PTHDB_INVALID_TID);
  
                      /* остановка обработки нити, вызвавшей останов */
                      /* процесса, с помощью функции stop_park */
  
		      if (commit_count > 0) {
                        rc = ptrace(PTT_CONTINUE, stop_tid, stop_park, 0, 
                                                              &commit_tids);
                        if (rc)
                            /* обработка ошибки и выход */
  
                        /* ожидание остановки процесса */
		      }
  
                      /* получение всех ИД нитей, необходимых для продолжения */
                      /* обработки нужных нитей */
                      do
                      {
                          rc = pthdb_session_continue_tid(session, 
                                          &continue_tids.th[continue_count++]);
                           if (rc != PTHDB_SUCCESS)
                              /* обработка ошибки и выход */
                      } while (continue_tids.th[continue_count - 1] != PTHDB_INVALID_TID);
  
                      /* добавление нужных нитей к списку continue_tids */
  
                      /* остановка нити, вызвавшей остановку */
                      /* процесса, если она не нужна */
  
                      rc = ptrace(PTT_CONTINUE, stop_tid, stop_park, 0, 
                                                                &continue_tids);
                      if (rc)
                          /* обработка ошибки и выход */
                  }
              case DB_EXIT:
		rc = pthdb_session_destroy(session);
		/* завершение очистки */
		exit(0);
              ...
          }
      }
  
    }
    exit(0);
}