c - 如何使用 C 以编程方式回溯 fork 子项的崩溃

Question

是否有可能使用 C/C++ 代码回溯子进程在 Linux 中崩溃的位置？我想要做的是:

1. fork 一个新的子进程并获取它的 PID
2. 等待 fork 的子进程崩溃...可能使用 SIGCHLD 的信号处理程序，或使用 waitpid()/waitid()
3. 在崩溃的位置检索 child 的堆栈跟踪

这将使父进程在附加进程崩溃时表现得类似于调试器。您可以假设子进程是使用调试符号编译的，而父进程具有 root 权限。

实现此类功能的最简单方法是什么？

Answer 1

在 Linux 中使用作为 GNU C 库的一部分提供的 libSegFault 库要简单得多。在我的系统上，它安装在 /lib/x86_64-linux-gnu/libSegFault.so 中。

您需要做的就是将 SEGFAULT_SIGNALS 环境变量设置为 all(这样您就可以捕获库支持的所有崩溃原因)，可选 SEGFAULT_OUTPUT_NAME 指向写入堆栈跟踪的文件(默认为标准错误)，LD_PRELOAD 指向段错误库。只要进程不修改这些环境变量，它们也适用于所有子进程。

例如，如果 ./yourprog 是 fork 一个崩溃的子程序的程序，并且您希望堆栈跟踪到 ./yourprog.stacktrace，运行

SEGFAULT_SIGNALS=all \
SEGFAULT_OUTPUT_NAME=./yourprog.stacktrace \
LD_PRELOAD=/lib/x86_64-linux-gnu/libSegFault.so \
  ./yourprog

或全部在一行中，不带反斜杠 (\)。

唯一的缺点是每次崩溃都会覆盖现有文件，因此您只能看到最新的文件。如果您安装了 /proc，则故障转储包括崩溃时刻进程的回溯和内存映射。

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如果你坚持要在自己的C程序中做，我建议你先看看libSegFault sources .

重点是，堆栈跟踪必须由进程本身转储； parent 无法访问它。为此，您可以使用例如将代码注入(inject)子进程。 LD_PRELOAD 环境变量(Linux 中的动态链接器控制变量之一)。 (请注意，堆栈跟踪等是在信号处理程序上下文中完成的，因此只能使用异步信号安全函数。)

例如，父进程可以创建一个管道，并在执行目标进程之前将其写入端移动到子进程中的特定描述符，您的助手预加载库路径在 LD_PRELOAD 中。

辅助预加载库插入signal()、sigaction()，可能还有sigprocmask()、sigwait()、sigwaitinfo()、pthread_sigmask()，以确保在传递此类信号时执行辅助库崩溃转储信号处理程序 (SIGSEGV、SIGBUS、SIGILL，可能还有 SIGTRAP)。信号处理程序执行堆栈转储(并打印/proc/PID/maps)，然后将信号处理设置为默认值，并重新发出信号(使用 raise())。

本质上，它归结为与上述 libSegFault 相同的操作，除了使用您自己的 C 代码。

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如果您不想向子进程注入(inject)代码，或者管理信号处理程序过于复杂，您可以使用ptrace。相反。

当 tracee 被信号(SIGKILL 除外)杀死时，接收信号的线程首先停止(“signal-delivery-stop”)，所以在让子进程继续/死亡之前，跟踪器可以检查其堆栈(和被跟踪者的内存映射)。

在实践中，ptracing 更具侵入性，因为有许多事件会导致 tracees 线程停止。对于多线程进程，它也比 LD_PRELOAD 方法复杂得多，因为 ptrace 可以控制 tracee 中的各个线程；还有更多细节需要正确处理。