2024年4月26日发(作者：)

ARM外部调试断点指令

1. 什么是ARM外部调试断点指令

ARM外部调试断点指令是一种用于调试ARM架构处理器的指令。在软件开发过程中，

调试是一个必不可少的环节，而断点是调试过程中常用的技术之一。断点指令能够

在程序执行到指定位置时暂停程序的执行，这样可以方便地进行调试和分析。

在ARM架构中，通常使用调试器来实现调试功能。调试器可以通过连接到目标系统

的调试接口，与系统进行通信，并发送断点指令来控制程序的执行。ARM外部调试

断点指令就是调试器发送给目标系统的指令，用于设置断点和控制程序的执行。

2. ARM外部调试断点指令的种类

ARM外部调试断点指令可以分为软件断点和硬件断点两种类型。

2.1 软件断点

软件断点是通过在目标程序的指令中插入特殊的指令来实现的。当程序执行到这个

特殊的指令时，会触发断点，程序的执行会被暂停。软件断点的优点是灵活性高，

可以设置在任意指令上，但是由于需要修改目标程序的指令，所以对于只读存储器

的目标系统来说，软件断点可能无法使用。

软件断点的实现原理是将目标指令替换为断点指令，当程序执行到这个断点指令时，

会触发中断异常，调试器会捕获这个异常并暂停程序的执行。在ARM架构中，常用

的软件断点指令是

BKPT

指令，它的操作码是

0xE1200070

。

2.2 硬件断点

硬件断点是通过目标系统的调试接口来实现的。调试接口通常是通过JTAG或SWD

接口与目标系统相连，调试器可以通过这个接口来读写目标系统的寄存器，并设置

硬件断点。

硬件断点的优点是速度快、精确度高，可以设置多个断点，而且不需要修改目标程

序的指令。硬件断点的实现原理是在目标系统的调试接口中插入断点触发逻辑，当

程序执行到设置的断点位置时，会触发调试接口的中断信号，调试器会捕获这个中

断信号并暂停程序的执行。

硬件断点的具体实现方式和数量取决于目标系统和调试器的支持情况，常见的硬件

断点指令包括

BKPT

指令、

BRK

指令等。

3. ARM外部调试断点指令的使用方法

ARM外部调试断点指令的使用方法主要包括以下几个步骤：

3.1 连接目标系统和调试器

首先，需要将调试器通过JTAG或SWD接口连接到目标系统。这个过程通常需要使

用专用的调试器硬件，并按照目标系统的接口定义进行连接。

3.2 设置断点

一般来说，调试器会提供一个图形界面或命令行界面来设置断点。用户可以在界面

上选择要设置断点的位置，比如函数入口、指定行号等。调试器会根据用户的选择

发送相应的断点指令到目标系统。

对于软件断点，调试器会将断点指令插入目标程序的指令中，并将原来的指令保存

起来。当程序执行到断点位置时，会触发断点指令，调试器会暂停程序的执行，同

时恢复原来的指令。

对于硬件断点，调试器会设置目标系统的调试接口中的断点触发逻辑。当程序执行

到断点位置时，会触发调试接口的中断信号，调试器会捕获这个中断信号并暂停程

序的执行。

3.3 控制程序的执行

一旦断点设置完成，调试器就可以控制程序的执行了。调试器通常会提供一些基本

的调试功能，比如单步执行、继续执行等。用户可以根据需要选择合适的调试功能

来调试程序。

当程序执行到断点位置时，调试器会暂停程序的执行，并提供一些调试信息，比如

当前的寄存器值、堆栈信息等。用户可以通过这些信息来分析程序的状态和执行路

径，从而找出问题所在。

3.4 查看调试信息

除了控制程序的执行，调试器还可以提供一些额外的调试信息，比如变量的值、内

存的内容等。用户可以通过查看这些调试信息来进一步分析程序的状态和执行路径。

调试器通常会提供一个调试窗口来显示这些调试信息，用户可以在调试窗口中查看

和修改这些信息。调试器还可以支持一些高级的调试功能，比如条件断点、数据观

察点等。

4. ARM外部调试断点指令的应用场景

ARM外部调试断点指令广泛应用于软件开发和调试过程中。以下是一些常见的应用

场景：

4.1 程序调试

程序调试是使用断点指令最常见的应用场景之一。通过设置断点，程序执行到指定

位置时会暂停，开发人员可以查看程序的状态和执行路径，从而找出问题所在。

调试器通常会提供一些调试功能，比如单步执行、查看变量值等，这些功能可以帮

助开发人员更方便地进行程序调试。

4.2 性能分析

除了调试功能，断点指令还可以用于性能分析。通过在关键位置设置断点，可以统

计程序执行到这些位置时的时间消耗和执行次数，从而分析程序的性能瓶颈。

调试器通常会提供一些性能分析工具，比如代码覆盖率分析、函数调用图等，这些

工具可以帮助开发人员更全面地了解程序的性能特征。

4.3 安全分析

断点指令还可以用于安全分析。通过在目标程序的关键位置设置断点，可以监控程

序的执行流程和数据访问，从而分析程序的安全性。

调试器通常会提供一些安全分析工具，比如内存访问分析、数据窃取检测等，这些

工具可以帮助开发人员发现程序中的安全漏洞和风险。

5. 总结

ARM外部调试断点指令是一种用于调试ARM架构处理器的指令。它可以通过软件断

点和硬件断点两种方式来实现。软件断点通过在目标程序的指令中插入特殊的指令

来实现，而硬件断点则通过目标系统的调试接口来实现。

ARM外部调试断点指令的使用方法包括连接目标系统和调试器、设置断点、控制程

序的执行和查看调试信息等步骤。它广泛应用于软件开发和调试过程中，常见的应

用场景包括程序调试、性能分析和安全分析等。

通过使用ARM外部调试断点指令，开发人员可以更方便地进行程序调试、性能分析

和安全分析，从而提高软件开发的效率和质量。