硬件断点的疑惑

Windows内核调试

硬件断点的疑惑

一鱼之歌 2011-04-10, 15:43 下午
下硬件断点我们知道是对drx寄存器做修改。例如我要下一个执行断点，就简单来说就是把这个执行地址加载到drx寄存器中，并修改相关位。
但是细想实现，又别有一翻意思。。

我的问题：在调试r3程序中，想下一个这样的断点时，我的想法就是必须要对这个进程的所有线程修改寄存器，因为每个线程都有自己的一份寄存器。我这个想法对吗？一个佐证例子就是

修改相关寄存器时必须使用SetThreadContext函数，而这个函数是必须提供一个线程句柄的，说明是以线程为单位。

2。如果上述成立，那在内核中呢？我的一个同事，他在内核中下一个执行断点的时候，就只是简单的mov drx,xxxxx。并不牵扯到什么线程，这又是为何呢？

Re: 硬件断点的疑惑

格蠹老雷 2011-04-10, 17:38 下午
具体实现是与调试器相关的，以WinDBG为例，用户态时，是针对所有线程的，没错。
内核代码可以直接访问DR寄存器，因此是可以直接用mov指令设置断点，不知道你的疑问在哪里？

Re: 硬件断点的疑惑

wrong 2011-04-11, 10:11 上午
他的问题就是为什么调试R3，是针对线程的，而R0的程序，就没有线程了。

这2个问题本质都是一样的，因为断点最终会放在DR中去，只不过前者是OS切换线程时做的，因此只对目标线程起作用。而后者可能是调试器直接做的，所以对所有线程起作用。

Re: 硬件断点的疑惑

一鱼之歌 2011-04-11, 10:15 上午
就是楼上朋友的意思，我就是不明白这里。断点的时候CPU不是看寄存器吗？可是每切换一个线程都会重新加载寄存器(包括drx)，难道在内核中就没了对应线程的概念？

Re: 硬件断点的疑惑

wrong 2011-04-11, 12:37 下午
其实我上面解释过了，你还没有明白。

每切换一个线程都会重新加载寄存器(包括drx)，正是如此，这就是线程上下文的作用啊。

内核模式下，也有线程的概念。不过调试器可以直接写DR了，不一定非要写线程上下文了。这取决于调试器的实现。

Re: 硬件断点的疑惑

一鱼之歌 2011-04-11, 14:25 下午
看来我脑子转不过来了。我的理解是硬件断点和调试器无关

这是CPU级实现的，而调试器只是在int的时候接收到消息并处理而已。

所以我就觉得当你在内核中mov修改drx的时候。当切换了线程后，为什么这个修改后的drx对后面的线程还有效呢？后面的线程不是已经使用它之前保存的drx覆盖了drx原来的值吗？

Re: 硬件断点的疑惑

wrong 2011-04-12, 09:31 上午
用户模式下你应该没有问题了吧。因为断点只对当前线程有效的。

关于内核模式，我是这么理解的，内核空间只有一个，不管线程怎么切换，切换的都是用户态代码，至于为什么
“切换了线程后，为什么这个修改后的drx对后面的线程还有效”，我也有点胡涂了。:)

Re: 硬件断点的疑惑

一鱼之歌 2011-04-12, 21:14 下午
呵呵，是啊，这玩意咋看，好像原理很容易懂，不过要深入实现又觉得奇怪了。
等张老师。。。。

Re: 硬件断点的疑惑

Thomson 2011-04-12, 22:27 下午
能看到在kernel 里面直接改的register后,断点在kernel里面所有线程有都效吗?

Re: 硬件断点的疑惑

一鱼之歌 2011-04-14, 09:11 上午
可以啊。。

张老师怎么不来解释下。。求解。。。

Re: 硬件断点的疑惑

一鱼之歌 2011-04-16, 11:00 上午
囧，，，张老师这么忙。。

Re: 硬件断点的疑惑

格蠹老雷 2011-04-19, 22:52 下午
抱歉各位，最近实在有点忙
内核断点的信息是保存在每个CPU的处理器控制区的，具体来说是_KPRCB结构的ProcessorState字段的SpecialRegisters字段：
+0x2cc SpecialRegisters : _KSPECIAL_REGISTERS
+0x000 Cr0 : Uint4B
+0x004 Cr2 : Uint4B
+0x008 Cr3 : Uint4B
+0x00c Cr4 : Uint4B
+0x010 KernelDr0 : Uint4B
+0x014 KernelDr1 : Uint4B
+0x018 KernelDr2 : Uint4B
+0x01c KernelDr3 : Uint4B
+0x020 KernelDr6 : Uint4B
+0x024 KernelDr7 : Uint4B
每当CPU从用户模式切换到内核模式执行时，内核的代码会从上述字段中加载调试寄存器的值，放到物理CPU中，因为KPRCB是针对CPU的，所以无线程区别...

Re: 硬件断点的疑惑

一鱼之歌 2011-04-20, 00:15 上午
原来如此，谢谢张老师，

如果是内核回到用户模式的话，这几个寄存器就是从栈中读取的是吗？

Re: 硬件断点的疑惑

wrong 2011-04-21, 10:44 上午
总算明白了。内核模式下实际上还是有一份相当于全局的数据结构在起作用。

在用户态下，硬件断点是进程级别的，同时修改了所有线程的上下文。