如何用 WinDbg 调试Linux上的 .NET程序

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所属分类:.NET技术
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最新版本 1.2402.24001.0 的WinDbg真的让人很兴奋,可以将自己伪装成 GDB 来和远程的 GDBServer 打通来实现对 Linux 上 .NET程序进行调试,这样就可以继续使用熟悉的WinDbg 命令,在这个版本中我觉得 WinDbg 不再是 WinDbg,而是 XDbg 了,画个简图如下:


一:背景

1. 讲故事

最新版本 1.2402.24001.0 的WinDbg真的让人很兴奋,可以将自己伪装成 GDB 来和远程的 GDBServer 打通来实现对 Linux 上 .NET程序进行调试,这样就可以继续使用熟悉的WinDbg 命令,在这个版本中我觉得 WinDbg 不再是 WinDbg,而是 XDbg 了,画个简图如下:

如何用 WinDbg 调试Linux上的 .NET程序

简图有了,接下来就要付出实践了。

二:实操 Linux 上 .NET调试

1. 测试程序

本想在 CentOS7 上安装 .NET8,不大好装,这里就用一个现存的 .NETCore 3.1 吧,测试代码如下:

     internal class Program     {         static void Main(string[] args)         {             while (true)             {                 Console.WriteLine($"{DateTime.Now},tid={Thread.CurrentThread.ManagedThreadId}");                 Thread.Sleep(1000);             }         }     }  

代码非常简单,就是1s输出一条记录,接下来编译成x64部署到 Centos7 上。

 [root@localhost data]# ls ConsoleApp7  ConsoleApp7.deps.json  ConsoleApp7.dll  ConsoleApp7.pdb  ConsoleApp7.runtimeconfig.json  

2. 安装GDBServer

在 linux 上安装 gdbserver 比较简单,使用 yum 安装即可 yum install gdb-gdbserver ,输出如下:

 [root@localhost data]# yum install gdb-gdbserver Loaded plugins: fastestmirror, langpacks Loading mirror speeds from cached hostfile  * base: mirror-hk.koddos.net  * centos-sclo-rh: ftp.sjtu.edu.cn  * centos-sclo-sclo: ftp.sjtu.edu.cn  * epel: mirror.hoster.kz  * extras: ftp.sjtu.edu.cn  * updates: mirror-hk.koddos.net Package gdb-gdbserver-7.6.1-120.el7.x86_64 already installed and latest version Nothing to do [root@localhost data]# gdbserver –version Usage:	gdbserver [OPTIONS] COMM PROG [ARGS ...] 	gdbserver [OPTIONS] --attach COMM PID 	gdbserver [OPTIONS] --multi COMM  COMM may either be a tty device (for serial debugging), or  HOST:PORT to listen for a TCP connection.  Options:   --debug               Enable general debugging output.   --remote-debug        Enable remote protocol debugging output.   --version             Display version information and exit.   --wrapper WRAPPER --  Run WRAPPER to start new programs.   --once                Exit after the first connection has closed.  

安装好之后,接下来用 gdbserver 来启动我们的程序,并启动调试端口为 1234,参考如下:

 [root@localhost data]# gdbserver 192.168.128.130:1234 dotnet ConsoleApp7.dll Process dotnet created; pid = 3643 Listening on port 1234  

3. 使用 windbg 连接

打开Windbg后,选择 Connect to remote debugger 选项, 在连接字符串中填入 gdb:server=192.168.128.130,port=1234 即可,截图如下:

如何用 WinDbg 调试Linux上的 .NET程序

连接好之后,会有一个初始中断,直接输入g就好了,输出如下:

 64-bit machine not using 64-bit API  ************* Path validation summary ************** Response                         Time (ms)     Location Deferred                                       SRV*C:mysymbols*https://msdl.microsoft.com/download/symbols Symbol search path is: SRV*C:mysymbols*https://msdl.microsoft.com/download/symbols Executable search path is:  Unknown System Version 0 UP Free x64 System Uptime: not available Process Uptime: not available Reloading current modules ModLoad: 00005555`55554000 00005555`555770cd   /usr/share/dotnet/dotnet ModLoad: 00007fff`f7bbf000 00007fff`f7dda488   /lib64/libpthread.so.0 ModLoad: 00007fff`f79bb000 00007fff`f7bbe130   /lib64/libdl.so.2 ModLoad: 00007fff`f76b3000 00007fff`f79ba420   /lib64/libstdc++.so.6 ModLoad: 00007fff`f73b1000 00007fff`f76b2138   /lib64/libm.so.6 ModLoad: 00007fff`f719b000 00007fff`f73b0400   /lib64/libgcc_s.so.1 ModLoad: 00007fff`f6dcd000 00007fff`f719a200   /lib64/libc.so.6 ModLoad: 00007fff`f7ddb000 00007fff`f7ffe150   /lib64/ld-linux-x86-64.so.2 ModLoad: 00007fff`f7f72000 00007fff`f7fda288   /usr/share/dotnet/host/fxr/6.0.26/libhostfxr.so ModLoad: 00007fff`f6b7c000 00007fff`f6dcc3b0   /usr/share/dotnet/shared/Microsoft.NETCore.App/3.1.32/libhostpolicy.so ModLoad: 00007fff`f63e7000 00007fff`f6b7bac8   /usr/share/dotnet/shared/Microsoft.NETCore.App/3.1.32/libcoreclr.so ModLoad: 00007fff`f61df000 00007fff`f63e6c38   /lib64/librt.so.1 ModLoad: 00007fff`f57d2000 00007fff`f59dd8c0   /lib64/libnuma.so.1 ModLoad: 00007fff`f3142000 00007fff`f3413dac   /usr/share/dotnet/shared/Microsoft.NETCore.App/3.1.32/libclrjit.so ModLoad: 00007fff`f2f31000 00007fff`f3141468   /usr/share/dotnet/shared/Microsoft.NETCore.App/3.1.32/System.Native.so ModLoad: 00007fff`f2d26000 00007fff`f2f30488   /usr/share/dotnet/shared/Microsoft.NETCore.App/3.1.32/System.Globalization.Native.so ModLoad: 00007fff`f29ad000 00007fff`f2d25fe0   /lib64/libicuuc.so.50 ModLoad: 00007fff`f13da000 00007fff`f29ac030   /lib64/libicudata.so.50 ModLoad: 00007fff`f0fdb000 00007fff`f13d9340   /lib64/libicui18n.so.50 ................... ReadVirtual() failed in GetXStateConfiguration() first read attempt (error == 0.) Unable to load image /lib64/libpthread.so.0, Win32 error 0n2 *** WARNING: Unable to verify timestamp for /lib64/libpthread.so.0 Unable to load image /usr/share/dotnet/shared/Microsoft.NETCore.App/3.1.32/libcoreclr.so, Win32 error 0n2 *** WARNING: Unable to verify timestamp for /usr/share/dotnet/shared/Microsoft.NETCore.App/3.1.32/libcoreclr.so libpthread_so!_pthread_cond_timedwait+0x132: 00007fff`f7bcade2 4989c6          mov     r14,rax 0:000> g  

有些人可能会好奇,为什么 WinDbg 能伪装成 GDB 来和 GDBServer 来通讯,这其实得益于 WinDbg 是一个宿主,它可以被很多外来的插件无线扩容自己的功能,这和 Linux 的分而治之恰恰相反。。。

接下来可以用 .chain 命令观察插件列表,其中的 GDBServerCompositionELFBinComposition 让这项功能得到实现。

 0:000> .chain Extension DLL chain:     GDBServerComposition: image 10.0.27553.1004, API 0.0.0,          [path: C:Program FilesWindowsAppsMicrosoft.WinDbg_1.2402.24001.0_x64__8wekyb3d8bbweamd64winextGDBServerComposition.dll]     ELFBinComposition: image 10.0.27553.1004, API 0.0.0,          [path: C:Program FilesWindowsAppsMicrosoft.WinDbg_1.2402.24001.0_x64__8wekyb3d8bbweamd64winextELFBinComposition.dll]     dbghelp: image 10.0.27553.1004, API 10.0.6,          [path: C:Program FilesWindowsAppsMicrosoft.WinDbg_1.2402.24001.0_x64__8wekyb3d8bbweamd64dbghelp.dll]     uext: image 10.0.27553.1004, API 1.0.0,          [path: C:Program FilesWindowsAppsMicrosoft.WinDbg_1.2402.24001.0_x64__8wekyb3d8bbweamd64winextuext.dll]  

接下来就可以做验证了,研究 coreclr 源码,你会发现在 Linux 上 .NET 的 Sleep 函数是借助于底层的 pthread_cond_timedwait 函数,Linux并没有提供类似Windows 的SleepEx这样的系统调用,这就比较坑了,参考如下:

 PAL_ERROR CPalSynchronizationManager::ThreadNativeWait(     ThreadNativeWaitData* ptnwdNativeWaitData,     DWORD dwTimeout,     ThreadWakeupReason* ptwrWakeupReason,     DWORD* pdwSignaledObject) { 	//...     while (FALSE == ptnwdNativeWaitData->iPred)     {         if (INFINITE == dwTimeout)         {             iWaitRet = pthread_cond_wait(&ptnwdNativeWaitData->cond,                 &ptnwdNativeWaitData->mutex);         }         else         {             iWaitRet = pthread_cond_timedwait(&ptnwdNativeWaitData->cond,                 &ptnwdNativeWaitData->mutex,                 &tsAbsTmo);         }     } 	//... }  

如何用 WinDbg 调试Linux上的 .NET程序

不管怎么说,我们用 WinDbg 调试 Linux 的 .NET 程序算是大功告成了。

三:总结

现在的 WinDbg 早已今非昔比,全平台(MacOs,Linux,Windows) 通吃,这也得益于 Windbg 是一个宿主模式的架构体系,给 WinDbg 点赞!
如何用 WinDbg 调试Linux上的 .NET程序