斷點如何工作？

Question

在俗語中，我知道關於斷點的用法，但想知道它究竟是如何工作的？它如何中斷執行代碼？它如何爲可執行代碼提供用戶界面（中斷點），以及爲什麼它通常只允許6箇中斷點。

謝謝！

Answer 1

調試器通常可以設置兩種不同類型的斷點：軟件斷點和硬件斷點。

軟件斷點包括用「break」指令（例如x86上的int 3）替換目標地址處的指令並等待CPU執行它。當該指令被觸發時，CPU產生一個異常並將控制轉移給調試器。好處在於，您可以根據需要定義多個斷點，但缺點是需要修改程序的內存（這可能不適用於只讀內存中的程序，或者可能導致程序的行爲不同讀取自己的程序存儲器）。

另一種硬件斷點包括在CPU中設置一個特殊的調試寄存器，讓它在遇到指定地址時斷開它。當程序計數器到達該地址時，CPU將自動產生一個異常。好處是不需要軟件修改，但缺點是這依賴於有限的資源（調試寄存器），其中可能沒有多少。例如，x86處理器通常只有4個調試地址寄存器，因此您一次只能設置4個硬件斷點。

調試器通常根據可用資源（例如前4個斷點和軟件斷點的硬件斷點）選擇策略，儘管也可以配置許多策略來強制某個特定類型的斷點。例如，流行的調試器GDB使用hbreak命令顯式創建硬件斷點。

Answer 2

這取決於處理器和操作系統。在Linux上，調試器正在使用系統調用，內核在處理器的某些硬件功能的幫助下執行該系統調用。