为什么在64位系统中，使用int 3会生成SIGSEGV信号而不是停止调试器？

Question

在32位模式编程中，我经常在程序中使用int 3来使程序停留在调试器指定的位置（在源代码中嵌入该指令）。现在在64位模式下，它似乎无法工作，在gdb下产生了一个非常普通的SIGSEGV，并且毁掉了程序（"Program terminated with signal SIGSEGV, Segmentation fault. The program no longer exists."）。我想知道64位模式是否有另一种机制，或者我是否需要做一些缓存刷新（在这种情况下int 3是动态生成的操作码(0xcc)，类似jit的代码）。

- dsign

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请注意，对于某些汇编器（如NASM），int 3 是 CD 03，您需要写 int3（无空格）才能获得 0xCC 单字节操作码。根据Intel的int n / int3手册，实际上在vm86模式下差异很大。但是，是的，Intel的手册确实确认它在64位模式下的行为相同，因此任何行为上的差异都取决于内核和/或调试器。 - Peter Cordes

Answer 1

__debugbreak()

今天，一位同事来问如何在64位平台上获得“int 3”功能。什么是“int 3”？它是用于创建断点的汇编指令。至少对于x86处理器而言，正是这个指令，而且正如您所想象的那样，它非常特定于平台。

在64位平台上没有内联汇编，所以就没有了"__asm int 3"。现在该怎么办？好吧，有一个不太知名的构造，实际上在所有平台（x64、Itanium和x86）上都可以使用，那就是__debugbreak()。这是Visual C++编译器内部函数（在Visual C++ 2005中定义在vc\include\intrin.h下，还有许多其他很酷的内部函数），它将在所有平台上有效地执行“int 3”。

DebugBreak，Win32函数调用仍然存在，但通常我更喜欢使用__debugbreak()，即使仅因为它不是一个函数调用（它是一个编译器内部函数），并且您不需要调试符号来获取可读的调用堆栈。

如果您正在编写C++，您可能不希望编写不可移植的汇编代码，这只是您无需编写这种代码的一个地方。

http://blogs.msdn.com/b/kangsu/archive/2005/09/07/462232.aspx

- BarsMonster

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这是一个非常有用的回答。但是，正如我在问题中指定的那样，我正在动态生成代码，并且这就排除了编译器内部函数。更不用说我的通常编译器不是Visual C++，我的平台也不是Windows。此外，这个回答是不准确的，因为int 3确实存在，在64位Linux上至少表现得像往常一样。此外，根据编译器，在64位模式下您确实可以拥有内联汇编。 - dsign

这对于微软的集成开发环境来说没问题，但如果我使用Eclipse和GCC呢？ - Mawg says reinstate Monica

Answer 2

以下代码适用于 amd64 UNIX 平台：

breakpoint.c

int main() {
    int i;     
    for(i=0; i<3;i++) {
        __asm__("int3");
    }
}

简单编译：gcc -c breakpoint.c，然后启动gdb a.out：

(gdb) run
Starting program: /tmp/a.out 

Program received signal SIGTRAP, Trace/breakpoint trap.
0x00000000004004fb in main ()

你看，gdb在断点处停止。

- hek2mgl

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你应该说内核版本而不仅仅是日期 :-) - Ciro Santilli OurBigBook.com

你的第一段是错误的：BarsMonster的答案是关于Win64的，而你展示的功能是在类UNIX系统上（或者至少是非MS工具链，如果在Win64上）。 - Ruslan

@Ruslan 谢谢您的反馈！ - hek2mgl

Answer 3

啊，我明白了，抱歉。我必须取消对执行页面的保护。Int 3仍然是一个有效的调试陷阱。

- dsign

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这个问题是七年前的，所以很难记得我当时做了什么细节。我记得那很简单，我想我是在调用mmap(2)并添加了PROT_EXEC标志。或者是mprotect(2)……？ - dsign

可能是因为代码所在的页面是读/写/不可执行页面，导致执行从未到达int3。因此，仅仅跳转到那里就会导致段错误，无论内容如何。是的，对于mmap，PROT_READ|PROT_EXEC|PROT_WRITE应该是正确的方法。或者你可以先使用读/写页面，然后在完成后使用mprotect将其翻转为读/执行，这样你就永远不会映射写+执行页面（出于安全原因）。 - Peter Cordes

Answer 4

我建议您不要使用 asm int 3 ，因为它适用于所有构建类型。你可能会忘记代码中的某一行，这可能会带来很大的麻烦。而可以选择使用 __debugbreak，它只在调试模式下有效。

- RonTLV

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虽然我也会建议在可用的情况下使用__debugbreak而不是asm int 3，但我认为你的假设是错误的。__debugbreak似乎总是有效的，不仅在调试模式下，而且在发布模式下也是如此。 - Deniz Bahadir