GDB/DDD：使用多进程应用程序 C/C++ 调试共享库

Question

我正在尝试调试服务器应用程序，但我在需要时遇到了一些困难。该应用程序分为两部分：

• 一个服务器应用程序，它产生工作进程（不是线程）来处理传入的请求。服务器基本上会产生进程，这些进程将处理传入的请求，先到先得。
• 服务器还以共享库的形式加载插件。共享库定义了服务器能够处理的大部分服务，因此大部分实际处理都在这里完成。

作为一个额外的乐趣，工作进程“重生”（即退出并产生一个新的工作进程），因此子进程的 PID 会定期更改。 -_-'

基本上我需要调试在共享库中调用的服务，但我不知道要提前附加到哪个进程，因为它们会临时获取请求。到目前为止，附加到主进程并设置断点似乎没有用。

有没有一种方法可以调试这个共享库代码而无需提前附加到进程？基本上我想调试调用相关函数的第一个进程。

目前我可能会尝试将工作进程的数量限制为 1 且不重生，但最好知道将来如何处理这样的场景，尤其是如果我想确保它在“发布”配置中仍然有效。

我正在尝试使用 DDD 和 GDB 进行调试的 Linux 平台上运行。

编辑：为了帮助说明我想要完成的工作，让我提供一个简短的概念证明。

#include <iostream>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>

using namespace std;

int important_function( const int child_id )
{
    cout << "IMPORTANT(" << child_id << ")" << endl;
}

void child_task( const int child_id )
{
    const int delay = 10 - child_id;
    cout << "Child " << child_id << " started. Waiting " << delay << " seconds..." << endl;
    sleep(delay);
    important_function(child_id);
    exit(0);
}

int main( void )
{
    const int children = 10;
    for (int i = 0; i < 10; ++i)
    {
        pid_t pid = fork();
        if (pid < 0) cout << "Fork " << i << "failed." << endl;
        else if (pid == 0) child_task(i);
    }

    sleep(10);
    return 0;
}

这个程序将派生 10 个进程，这些进程将在调用 important_function 之前全部休眠 10 - id 秒，这是我想在第一个调用子进程中调试的函数（这里应该是我派生的最后一个)。

将 follow-fork-mode 设置为 child 将让我跟随第一个孩子分叉，这不是我想要的。我正在寻找第一个调用重要函数的孩子。

关闭 detach-on-fork 并没有帮助，因为它会暂停父进程，直到子进程 fork 退出，然后再继续 fork 其他进程（一次一个，在最后一个退出之后）。

在实际场景中，我能够附加到已经产生线程的已经运行的服务器应用程序上，并在第一个调用该函数的应用程序上停止，这一点也很重要。

我不确定这是否可行，因为我没有看到太多关于它的文档。基本上我想调试第一个应用程序来调用这行代码，不管它来自什么进程。 （虽然只有我的应用程序进程会调用代码，但似乎我的问题可能更普遍：附加到调用代码的第一个进程，无论其来源如何）。

Answer 1

您可以在 fork() 处设置断点，然后发出“继续”命令，直到主进程的下一步是生成要调试的子进程。此时，在要调试的函数处设置断点，然后向 gdb 发出“set follow-fork-mode child”命令。当您继续时，gdb 应该将您挂接到断点所在函数处的子进程。

如果您发出命令“set detach-on-fork off”，gdb 将继续调试子进程。到达库中断点的进程应该在到达该断点时停止。问题是，当 detach-on-fork 关闭时，gdb 会停止所有在启动时分叉的子进程。我不知道如何告诉它在分叉后继续执行这些进程。

我认为解决这个问题的方法是写一个gdb script 来切换到每个进程并发出一个继续命令。使用断点命中函数的进程应该停止。

一位同事为让每个孩子继续学习的问题提供了另一种解决方案。您可以保留“detach-on-fork”，在每个子进程的入口点插入一条打印语句，打印出它的进程 ID，然后给它一个语句告诉它等待变量的更改，如下所示：

{
    volatile int foo = 1;
    printf("execute \"gdb -p %u\" in a new terminal\n", (unsigned)getpid());
    printf("once GDB is loaded, give it the following commands:\n");
    printf("    set variable foo = 0\n");
    printf("    c\n");
    while (foo == 1) __asm__ __volatile__ ("":::"memory");
}

然后，启动 gdb，启动主进程，并将输出通过管道传输到文件。使用 bash 脚本，您可以读取子进程的进程 ID，启动多个 gdb 实例，将每个实例附加到不同的子进程之一，并通过清除变量“foo”来指示每个实例继续。