使用lldb调试Xamarin的本地库

Question

Xamarin调试文档指出：

使用Xamarin Studio的本地调试支持来调试C＃和其他托管语言的代码，当您需要调试C，C ++或Objective C代码时（这些可能与您的Xamarin.iOS项目链接），请使用LLDB。

然而，我找不到任何关于如何使用LLDB调试Xamarin应用程序的文档。如果我在iPhone模拟器中运行我的应用程序并尝试使用LLDB连接到它，我会收到以下错误消息：

(lldb) attach --pid 37993
Process 37993 exited with status = -1 (0xffffffff) lost connection

error: attach failed: lost connection

使用Xcode附加也不起作用。我尝试了不同的attach变体，但没有一个起作用。

有人能指点我如何使用LLDB调试Xamarin应用程序吗？此外，这是我可以在设备上执行而不仅仅在模拟器中执行的操作吗？我没有找到任何关于如何使用LLDB连接到设备上的进程的信息。

更新

看起来每当我使用lldb连接到我的二进制文件时，debugserver进程都会崩溃。这是一个链接到debugserver的崩溃报告： https://www.dropbox.com/s/9lizhl2quj9n0cc/debugserver_2015-07-07-131423_gauss.crash?dl=0

更新2

当我在应用程序上运行dtruss时，它打印系统调用，直到遇到

dtrace：启用探测ID 2475（ID 194：syscall :: ptrace：return）时出错：在DIF偏移量0处的动作＃5中访问无效用户

这是在某些调用ptrace（PT_DENY_ATTACH，0，0，0）;时发生的。为什么会调用PT_DENY_ATTACH？

更新3

我追踪了ptrace系统调用到这个函数：mono_assembly_init_with_opt，它发生在程序的早期阶段。那个函数所做的一切就是调用ptrace，因此，如果我从那个函数早期返回，我可以使用lldb进行调试。

基本上，我可以执行：

(lldb) process attach --name AppName --waitfor
# when the process starts
(lldb) b mono_assembly_init_with_opt    
(lldb) c
# when the thread breaks
(lldb) thread return 0
(lldb) c

现在我可以愉快地使用lldb进行调试了。

但是，我不应该这样做。我的项目配置有问题吗（我可以使用lldb调试更简单的应用程序），还是Xamarin有问题?

- Kostub Deshmukh

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将lldb附加到pid应该可以正常工作，我经常这样做。您确定正在使用正确的pid吗？您从哪里获取它的？ - Rolf Bjarne Kvinge

从Xcode中，调试 -> 附加到进程 -> 可能的目标列表中列出了我的应用程序及其pid。ps auxwww | grep App给出了相同的pid。应用程序需要处于特定状态吗？ - Kostub Deshmukh

我几乎可以确定你正在尝试调试错误的pid。你能展示一下完整的 ps auxwww | grep App 输出以便确认你要附加的pid吗？ - Rolf Bjarne Kvinge

嗯？在评论之前，您应该查看一些其他答案/评论和问题的更新。我百分之百确定我正在调试正确的pid。 - Kostub Deshmukh

ps aux|grep App 通常会显示多个进程（如果从 IDE 启动），而在其他评论中，您没有给出任何关于此事实的指示，也没有说明您是如何在它们之间进行选择的。您能否在项目的 iOS 构建选项中添加 "-v -v -v -v" 到额外的 mtouch 参数，并提供构建日志？如果构建输出中有私人信息，则可以提交私人错误报告（http://bugzilla.xamarin.com），我们可以在那里继续讨论。 - Rolf Bjarne Kvinge

请查看被接受的答案。这是Xamarin在试用版本上强制执行的限制。不确定为什么，也许你可以告诉我，因为你在那里工作。 - Kostub Deshmukh

Answer 1

在Mac OS X上，如果codesigned应用程序没有在其应用程序plist中设置特定属性，则无法进行调试。您需要类似以下内容的东西：

<key>SecTaskAccess</key>
<array>
    <string>allowed</string>
    <string>debug</string>
</array>

您可以查看taskgated的手册，以获取该进程的简短描述。

通常，在Xcode项目中，此属性由Xcode组合并插入您的调试版本中，因此您无需执行任何操作即可实现此操作。

我不知道Xamarin是如何工作的，但可能它没有设置此属性。在旧的OS X系统上，root用户可以调试任何内容，因此您可以尝试使用sudo -s从那里开始调试。但从Yosemite开始，更广泛地遵循了不允许被调试的请求...

- Jim Ingham

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非常奇怪。lldb使用一个调试代理（称为debugserver），实际上管理被调试的程序。尝试运行失败的调试会话，然后在Console.app中查看系统日志并搜索debugserver。您应该会看到来自debugserver的一些日志输出，通常如果有任何安全问题来自其他守护进程（通常是taskgated）负责执行这些策略，那么它们将在同一时间左右记录一些日志。可能会有一些提示出现，可以解释出现问题的原因。 - Jim Ingham

这个崩溃是因为你正在尝试调试的应用程序已经通过调用ptrace函数并使用“PT_DENY_ATTACH”控件请求不被调试。当debugserver（或任何调试代理）试图附加到标记了此方式的进程时，附加调用（在您的崩溃日志中的__ptrace）将像您的示例一样崩溃 - 这是一种强制执行方法，但它具有难以绕过的优点。显然有人 - 可能是Xamarin的人们 - 正在竭尽全力阻止您调试该应用程序...您尝试过问他们应该如何做吗？ - Jim Ingham

哇。好的，有趣的是Xamarin文档说我应该使用lldb。其次，我尝试在Xamarin中创建另一个简单的项目，并且我可以使用lldb附加到它上面。所以这个项目有些问题。有没有办法撤销ptrace调用？也许在我的代码中调用一些东西？ - Kostub Deshmukh

应用程序似乎在ptrace处没有崩溃。我使用lldb得到了这个结果。应用程序在短时间内以状态45退出。(lldb) b ptrace 断点1：位置=libsystem_kernel.dylib`__ptrace，地址=0x08c456e4 (lldb) c 进程11155正在恢复 进程11155以状态=45 (0x0000002d)退出 - Kostub Deshmukh

看起来dtruss有一个“-s”选项，当探针触发时会打印回溯。这可能会告诉你一些信息。 - Jim Ingham

Answer 2

你是否尝试过使用“活动监视器”中的pid？只需在Debug模式下将您的应用程序名称键入“活动监视器”的搜索框即可。

如果仍无法解决问题，您可以尝试创建一个新项目并附加到该项目，以排除任何项目配置问题。

- Iain Smith

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在“活动监视器”中的pid与我使用ps获取的pid相同。但是，我尝试创建一个新的空项目，并且可以使用lldb附加到该应用程序。那么我的项目配置有什么问题呢？ - Kostub Deshmukh

Answer 3

这实际上是Xamarin试用版所强制施加的限制。升级到付费许可证后，这将不再是问题。尽管Xamarin的网站上说：

“当您开始使用Xamarin试用版时，您可以在30天内获得完整的Xamarin Business功能集。”

但很显然这不是完整的功能集，因为如果您使用本地库，他们明确禁用了将lldb连接到应用程序。我不确定这样做的原因，也许Xamarin的某个人可以发表评论。 说明 感谢Jim Ingham指导我正确方向。Xamarin事件调试器阻止连接到应用程序的方法是通过使用PT_DENY_ATTACH调用ptrace。这个系统调用使进程拒绝调试请求。（详细说明）。

此外，Xamarin 试图通过使用 syscall 方法（link）来隐藏调用，而不是直接调用 ptrace 函数。

解决方法：

如果您确实需要调试应用程序并仍在使用试用版，则可以使用以下解决方法。 ptrace 系统调用在函数 mono_assembly_init_with_opt 中进行，该函数在程序的生命周期非常早期发生。该函数除了调用之外没有其他操作，因此可以跳过。由于该函数在进程开始时即被调用，因此我们需要在调用该函数之前附加 lldb。

步骤如下:

1. 启动 lldb 并等待应用程序启动。
2. 当应用程序启动时，为 mono_assembly_init_with_opt 添加断点。
3. 恢复应用程序，并在停止在该函数时提前返回而不执行该函数。
4. 之后，您可以像往常一样使用 lldb 或将 Xcode 附加到应用程序并调试本机代码。

lldb 中的步骤：

(lldb) process attach --name AppName --waitfor
(lldb) b mono_assembly_init_with_opt    
(lldb) c
# when the thread breaks
(lldb) thread return 0
(lldb) c

- Kostub Deshmukh