MM查找HardFault方法和步骤

只看该作者 · 2025-2-25 21:00

实际环境中，由于测试高压等产品常常无法连接调试器，故需要代码来定位目标语句地址，并通过一定手段保存：

在MM32F0130中，需先修改启动文件startup_mm32f013x.s：

HardFault_Handler\

            PROC                

            IMPORT  hard_fault_handler_c;函数声明

            MOVS r0, #4                   ;判断主栈指针还是进程栈指针

            MOV r1, LR

            TST r0, r1

            BEQ stacking_used_MSP        ;如果是主栈指针

            MRS R0, PSP              ;否则是进程栈指针,把进程栈指针地址付给 R0

            B get_LR_and_branch          ;跳转到 HardFault 中断程序

            stacking_used_MSP

            MRS R0, MSP                   ;把主栈指针地址赋给 R0

            get_LR_and_branch

            MOV R1, LR



            BL hard_fault_handler_c

            ENDP





该段代码会判断当前堆栈使用的是MSP或PSP，然后将堆栈参数传递给hard_fault_handler_c函数，该函数定义如下：



void hard_fault_handler_c(unsigned int * hardfault_args, unsigned lr_value)

{

    unsigned int stacked_r0; //压栈的 r0

    unsigned int stacked_r1; //压栈的 r1

    unsigned int stacked_r2; //压栈的 r2

    unsigned int stacked_r3; //压栈的 r3

    unsigned int stacked_r12; //压栈的 r12

    unsigned int stacked_lr; //压栈的 lr

    unsigned int stacked_pc; //压栈的 pc

    unsigned int stacked_psr; //压栈的 psr



    stacked_r0 = ((unsigned int) hardfault_args[0]);

    stacked_r1 = ((unsigned int) hardfault_args[1]);

    stacked_r2 = ((unsigned int) hardfault_args[2]);

    stacked_r3 = ((unsigned int) hardfault_args[3]);

    stacked_r12 = ((unsigned int)hardfault_args[4]);

    stacked_lr = ((unsigned int) hardfault_args[5]);

    stacked_pc = ((unsigned int) hardfault_args[6]);

    stacked_psr = ((unsigned int) hardfault_args[7]);



    while(1)

    {

        printf("[Hard fault handler]\r\n");

        printf("R0 = %x\r\n", stacked_r0);

        printf("R1 = %x\r\n", stacked_r1);

        printf("R2 = %x\r\n", stacked_r2);

        printf("R3 = %x\r\n", stacked_r3);

        printf("R12 = %x\r\n", stacked_r12);

        printf("Stacked LR = %x\r\n", stacked_lr);

        printf("Stacked PC = %x\r\n", stacked_pc);

        printf("Stacked PSR = %x\r\n", stacked_psr);

        printf("SCB_SHCSR=%x\r\n",SCB->SHCSR);

        printf("Current LR = %x\r\n", lr_value);

    }

}

处理器进入到HardFault，将R0~R3、R12、LR、PC信息通过串口打印，根据寄存器信息排查问题代码。

当处理器处理异常时，除非异常是一个末尾连锁异常或迟来的异常，否则，处理器把信息都压入到当前堆栈中入栈（stacking），8个数据字的结构被称为栈帧（stack frame），栈按照双字地址对齐方式。

入栈后，堆栈指针立刻指向栈帧的最低地址单元。栈包含返回地址，这是被中止的程序中下条指令的地址。这个值在异常返回时返还给 PC，使被中止的程序恢复执行。

如下图连接仿真器查看汇编的地址可以找到是程序问题，根据PC指针地址，在程序生成的.map中查找出问题函数。

只看该作者 · 2025-4-14 16:27

问题类型可能原因解决方案
数组越界访问数组时索引超出范围。检查数组边界，避免越界访问。
堆栈溢出局部变量过多或递归过深。增大堆栈大小，优化递归逻辑。
非法内存访问访问未分配或受保护的内存区域。检查指针初始化和内存分配逻辑。
总线错误外设通信故障或存储器访问错误。检查外设驱动和存储器映射配置。
未定义指令执行了非法或未实现的指令。检查编译器设置和代码逻辑，确保指令集兼容。