调试STM32遇到Hardfault知识总结

在NVIC中有一个硬fault状态寄存器（HFSR），它指出产生硬fault的原因。如果不是由于取向量造成的，则硬fault服务例程必须检查其它的fault状态寄存器，以最终决定是谁上访的。




1、寄存器描述


首先查看硬故障寄存器，判别原因。


硬故障状态寄存器


硬fault状态寄存器（地址：0xE000_ED2C）
位段   名称            描述
31     DEBUGEVT        硬fault因调试事件而产生
30     FORCED          硬fault是总线fault,存储器管理fault或是用法fault上访的结果
29:2
1      VECTBL          硬fault是在取向时发生的
0


121页手册


各个fault状态寄存器（FSRs）都保持住它们的状态，直到手工清除。Fault服务例程在处理了相应的fault后不要忘记清除这些状态，否则如果下次又有新的fault发生时，服务例程在检视fault源时又将看到早先已经处理的fault状态标志，因此无法判断哪个fault是新发生的。




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FORCED
使用硬故障寄存器来获取激活硬故障处理器的事件的相关信息。
寄存器地址、访问类型和复位状态：
地址          0xE000ED2C
访问类型      读/写清除
复位状态      0x00000000
HFSR是一个写-清除寄存器。即向该位写1可以将其清除。

R14,R15的地址就是我们出错的代码所在的地址，需要在这个地址基础上，首先偶数对齐，然后向上减去8个字节。

STM32出现HardFault_Handler故障的原因主要有两个方面：
1、内存溢出或者访问越界。这个需要自己写程序的时候规范代码。
2、堆栈溢出，增加堆栈的大小。


科普小知识：
LR   连接寄存器
MSP  主堆栈指针
PSP  进程堆栈指针


Banked R13：两个堆栈指针
Cortex-M3拥有来个堆栈指针，然而它们是banked，因此任一时刻只能使用其中的一个。
主堆栈指针（MSP）:复位后缺省使用的堆栈指针，用于操作系统内核以及异常处理例程（包括中断服务例程）
进程堆栈指针（PSP）:由用户的应用程序代码使用。
堆栈指针的最低两位永远是0，这意味着堆栈总是4字节对齐的。


排查方法：
发生异常之后可首先查看LR寄存器中的值，确定进入异常前一刻使用的堆栈为MSP或PSP，然后找到相应堆栈的指针？
注：在HandFault_Handler(void)中断里第一条语句打断点，进入中断后，查看LR寄存器的值，如果是0XFFFFFFF9，那么中断前使用的是MSP，如果是0XFFFFFFFD,那么中断前使用的是PSP:


中断/异常的相应序列
当CM3开始相应一个中断时，会在它看不见的体内喷涌起三股暗流：
1）入栈：把8个寄存器的值压入栈。
2）取向量：从向量表中找出对应的服务新恒旭入口地址。
3）选择堆栈指针MSP/PSP，更新堆栈指针SP，更新连接器LR，更新程序计数器PC.


另一种方法：
    默认的HardFaudler 处理方法不是死循环么？将它改成BX LR直接返回的形式。然后再这条语句打个断点，一旦在断点中停下来，说明出错了，然后再返回，就可以返回到出错的位置的下一条语句哪里。
_asm void wait()
{
    BX lr  //BX无条件转移指令
}


void HardFault_Handler(void)
{
    wait();
}