断点和单步执行

本文介绍了CPU的断点INT 3指令,它用于在执行时中断到调试器。通过替换指令实现断点功能,并在调试器中进行单步执行。此外,文章提到了x86的调试寄存器DR0~DR7,它们用于设置断点条件和状态。CPU的TF位支持单步调试,TSS和BTF标志位则在任务切换和分支执行时发挥作用。

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需要对CPU的中断和异常要先有所了解参考上一篇文章

断点 INT 3:CPU的调试指令专门用来中断到调试器,是一条单字节指令0xCC,CPU执行到这条指令时就会转去异常处理函数来处理这个异常(转入调试器),在处理完成后执行下一条指令。

利用INT 3指令的特殊性我们在调试器中可以使用INT 3来替换某一条指令的第一个字节来实现断点的功能,执行到这条指令时CPU中断到调试器,调试器在将原先的指令替换回当前位置,继续执行的话先单步执行一次原指令,在单步的中断处理中不再通知用户而将原指令再次替换为INT 3(如此既可以执行到原指令,下次再执行到这里时又可以命中断点),故而程序断点都是在每次程序执行之前被落实的。同时INT 3在调试状态下还被用来填充内存,以便于CPU执行了错误地址的指令时也会得到通知。

INT 3 只能用于处理执行指令的中断,而对于数据段,IO地址,不可写的存储器中的指令还有中断向量表未准备好的情况无能为力,我们需要CPU更多的支持。x86提供了调试寄存器DR0~DR7如下:


DR0~DR3用来保存断点的线性地址,DR4,DR5没用,DR7用来设置断点条件,DR6反应断点状态。DR7每一位代表的意义如下:



而DR6表示当前的断点状态:


CPU

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