GDB 如何知道它必须在指定的断点处中断？

Posted 2023-02-17

【中文标题】GDB 如何知道它必须在指定的断点处中断？

【英文标题】：how GDB knows it has to break at specified break point?

【发布时间】：2013-06-07 15:03:52

【问题描述】：

一个基本问题，我对 C/C++ 和 GDB 非常陌生。

我们使用 GDB 来调试进程。我们将 GDB 附加到一个进程，然后指定 filename.c 以及行号来放置断点。

我的问题是“在我们将 GDB 连接到正在运行的进程之后，GDB 或操作系统或其他任何东西如何知道它必须在指定的行号（在 filename.c 中）中断？”

会出现什么情况，例如，当前进程在调试模式下运行并应用断点，而此时进程执行必须中断（等待用户输入）？

【问题讨论】：

看看ptrace(2)

@nouney：这将是一个很好的答案的良好基础。

【参考方案1】：

如果您的程序在特定点停止或崩溃，调试器可以告诉您该点在程序中的哪个位置。

为了使这两个工作正常，程序二进制文件必须包含额外的调试信息，将程序映像中的地址与源代码中的位置（源文件和行号）相关联。

要在特定行添加断点，调试器会找到最接近该行的程序地址，修改内存中可执行文件的副本以在该位置插入特殊的“break”指令，这将导致程序的执行被中断，然后“跟踪”程序的执行并等待它到达断点并停止。

更多详情见http://eli.thegreenplace.net/2011/01/23/how-debuggers-work-part-1/和http://www.howzatt.demon.co.uk/articles/SimplePTrace.html

【讨论】：

在许多架构（例如 x86）上，调试寄存器允许在不修改程序文本的情况下设置（少数）断点。

【参考方案2】：

我无法评论最新版本的 gdb - 但许多调试器实际上将所需断点位置（内存中）的汇编指令与中断指令交换。这会“唤醒”此时控制的调试器。

使用替代中断指令意味着 CPU 可以全速执行您的程序并在所需位置“跳闸”。

然而，现代处理器非常复杂，并且可能具有更出色的调试功能。

【参考方案3】：

GDB 知道您的代码：它知道一切。当您在一行设置断点时，GDB 会获取等效的机器指令地址：您的所有代码（作为机器指令）都加载到内存中，因此您的代码指令有一个地址。

所以现在 GDB 知道你要中断的指令的地址。当您运行程序时，GDB 将使用 ptrace，它允许 GDB 在执行之前“查看”每条指令。然后 GDB 只需查看当前指令（将被执行）是否与您的指令（您想要中断的指令）相同。

【讨论】：

您描述的方法是可行的，但速度太慢（1000 倍或更多）以至于在实践中无法使用。这不是可用的调试器实际上工作的方式。

我同意...这太慢了