C 如何在没有jtag、断点、模拟器和仿真器的情况下在目标上编写单步代码

假设您有一个指向函数的指针，该函数的源代码不存在，并且“不受信任”，因为它可能读/写到不允许的内存区域

在它执行每个汇编指令之前，您需要验证它是否没有访问不允许的内存区域

操作系统（几乎）是裸机，即定制的RTO（因此没有Linux或QNX）

这适用于不仅在开发期间而且在正常运行时需要启用的功能

理想情况下，它的运行方式如下：

void (*fptr)(int);
fptr = &someFunction; // untrusted, don't have source
// enable interrupts for each assembly instruction
_EN_INT();
// call the function
fptr();
// everytime the PC increments, some other code runs which verifies that if any load/stores are executed, it doesn't access some disallowed memory range

// disable interrupts for each assembly instruction
_DIS_INT();

问题

是否可以在每个汇编指令之后调用该函数并暂停执行

是的，ARM模拟器/解释器听起来和我想要的一模一样。有免费的吗

qemu是开源的，大部分是GPLv2。您可能需要对其进行大量修改，因为它是为整个Unix进程（qemu用户）或整个机器（qemu系统）设计的独立包装器

---

我在谷歌上搜索过，还有一个设计用来作为更大程序的一部分（用C编写，带有用于从各种语言调用的绑定）。它也是GPLv2（不是LGPL），所以如果您的其余代码也是自由软件，您可以使用它

它实际上基于QEMU的CPU仿真代码；他们剥离了所有的设备/BIOS仿真内容，制作了一个只用于模拟CPU的灵活库

大概你可以为它配置一些内存保护，设置启动机器的状态，让它运行你的功能（返回地址导致一些代码，将控制权交还给你的主代码？）

是的，ARM模拟器/解释器听起来和我想要的一模一样。有免费的吗

qemu是开源的，大部分是GPLv2。您可能需要对其进行大量修改，因为它是为整个Unix进程（qemu用户）或整个机器（qemu系统）设计的独立包装器

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我在谷歌上搜索过，还有一个设计用来作为更大程序的一部分（用C编写，带有用于从各种语言调用的绑定）。它也是GPLv2（不是LGPL），所以如果您的其余代码也是自由软件，您可以使用它

它实际上基于QEMU的CPU仿真代码；他们剥离了所有的设备/BIOS仿真内容，制作了一个只用于模拟CPU的灵活库

大概你可以为它配置一些内存保护，设置启动机器的状态，让它运行你的功能（返回地址导致一些代码，将控制权交还给你的主代码？）

操作系统（几乎）是裸机，即定制的RTO（因此没有Linux或QNX）

我的回答是假设你可以按照你需要的方式修改“操作系统”

皮质MK20DX256VLH7

这似乎是Cortex M4 CPU

如何在没有jtag和断点的情况下在目标上编写单步代码

文档中没有说明是否需要外部调试器来恢复执行

如果CPU真的停止了，您肯定需要一个外部信号（例如来自调试器）

然而，大多数CPU支持软件调试。这意味着每当遇到断点时，就会执行中断服务例程。要继续执行，只需从中断服务例程返回

我不知道Cortex M4，但对于Cortex M3，您必须设置一些特殊寄存器以启用该功能。每当命中“BKPT”指令时，就会执行中断#12（*）

对于RAM中的代码，只需将BKPT指令（0xBExx，例如0xBEBE）写入要设置断点的地址。（在写入之前，请先读取该值，以便以后能够恢复该值）

对于闪存中的代码，M3有一个“闪存修补单元”，允许您指定最多三个地址，即使存储了其他数据，也应将其读取为0xBExx（0xBEBE？）。这允许您在Flash中设置最多3个断点

有趣的是：控制M3中调试功能的寄存器（名为“DEMCR”）也有一个名为“MON_STEP”的位：

如果在中断处理程序#12中设置此位，则从中断处理程序返回后，将执行一条指令，并再次触发中断#12。当然，这个特性的用例是单步代码

要停止单步，您必须再次清除单步位

重要1:

我不知道MK20DX256VLH7是否真的具备所有这些功能。然而，因为它是Cortex M4芯片，M4应该具有M3的几乎所有功能，这些功能应该存在

重要事项2:

实现单步执行和调试不是很快完成的。汇编语言知识将是非常有帮助的，你将需要很多时间

从医生那里

您不仅需要NXP提供的MK20DX256VLH7文档，还需要ARM提供的Cortex M4文档

（*）矢量表中的偏移量4*12在此表示（在一些ARM文档中称为“IRQ（-4）”；不是IRQ12

操作系统（几乎）是裸机，即定制的RTO（因此没有Linux或QNX）

我的回答是假设你可以按照你需要的方式修改“操作系统”

皮质MK20DX256VLH7

这似乎是Cortex M4 CPU

如何在没有jtag和断点的情况下在目标上编写单步代码

文档中没有说明是否需要外部调试器来恢复执行

如果CPU真的停止了，您肯定需要一个外部信号（例如来自调试器）

然而，大多数CPU支持软件调试。这意味着每当遇到断点时，就会执行中断服务例程。要继续执行，只需从中断服务例程返回

我不知道皮质M4，但是皮质M3