STM32F407因为结构体字节对齐导致的HardFault_Handler异常

STM32因为结构体字节对齐导致的HardFault_Handler异常
该问题遇到了好多次，前几次都因为赶，没有深究，前几天刚好空闲下来便排查了下。 
现象是这样的：我使用到stm32的can通信，代码本来是运行正常的。后来添加了一个9字节的结构体变量，编译后下载到目标板子运行，发现只要一接收can消息，就会进入HardFault_Handler异常，在网上查找解决方法，发现进入HardFault_Handler异常有以下一些情况:

STM32出现硬件错误可能有以下原因： 
数组越界操作； 
(2)内存溢出，访问越界； 
(3)堆栈溢出，程序跑飞； 
(4)中断处理错误； 
此部分原来博客地址：https://blog.csdn.net/electrocrazy/article/details/78173558 

按上面说的情况一一排查，（1）（3）（4）都排除了，只剩（2）内存问题，因为赶时间同时对内存没有把握，采用了最笨的方法，把后面加的代码注释掉，编译后下载到目标板子运行，一切正常。 
一次无意间发现，把原来定义的出问题的变量注释掉，重新在后面的位置定义该变量，程序也能正常运行，不会进入HardFault_Handler异常 情况如下图 
 
当然，问题实际上并没有解决，这只是胡乱弄暂时程序能运行，不会进入HardFault_Handler异常。接下来就继续忙别的，没有深究。 
后来有同事在原来的代码上把一个32个元素的数组扩展到33个字节时，程序又出现进入HardFault_Handler异常，趁有时间开始仿真查一查，按照上面链接所说的方法，在硬件中断函数HardFault_Handler里面的while(1)处打断点 
 
用工具发送can消息让程序进入中断，打开keil中View->Call Stack Window弹出Call Stack + Locals窗口，发现进入中断出错前调用的是_rt_memcpy_w函数， 
 
选中_rt_memcpy_w右键选择Show Caller Code，可以看到，程序是在执行这一行代码的时候进入了硬件异常 
 
查看汇编代码 
 
可以看到实际上调用的__aeabi_memcpy4这个函数，这个函数的作用跟ANSI C memcpy一样，只是这个函数要求的是指针是要4字节对齐的，打开工程的map文件，查找Can1RecBuf这个变量的指针，从下图可以看出，该指针不是四字节对齐的，所以程序进入了HardFault_Handler异常， 
 
接下来我把之前数组扩展到36个字节，从下图可以看出，Can1RecBuf这个变量的指针已经变成4字节对齐了 
 
编译下载后，程序正常运行。后面添加变量或是扩展数组全部四字节对齐，就不会再进入HardFault_Handler异常。

程序里有很多地方都用到了memcpy功能，在map文件查找时发现只有这个地方实际上使用的是 __aeabi_memcpy4这个函数，其他地方使用memcpy功能时使用的都是__aeabi_memcpy这个函数，（__aeabi_memcpy这个函数的作用跟ANSI C memcpy一样，只不过__aeabi_memcpy返回值为void），程序定位到使用memcp功能的变量定义处，发现，在map文件中显示调用__aeabi_memcpy函数的地方所使用的变量前面都有使用 #pragma pack(1) （#pragma pack(1)的用途可以自行百度下）让变量以一字节对齐，而在map文件中显示调用__aeabi_memcpy4这个函数的地方使用的变量前面没有全部使用#pragma pack(1)让变量以一字节对齐 ，我把原来有使用#pragma pack(1) 限定的变量前面的#pragma pack(1) 注释掉，发现原来调用_aeabi_memcpy函数的地方也变成调用_aeabi_memcpy4这个函数。定位下图代码的变量 
 
发现变量cmd的结构体前面没有使用#pragma pack(1) 限定，加上之后重新编译程序，可以看到，复制函数已经有__aeabi_memcpy4变成了__aeabi_memcpy 

总结上面的所说，要使程序不进入HardFault_Handler异常，目前我发现的有两种做法： 
1、在定义全局变量的时候全部使用4字节对齐，这样会浪费一些内存空间； 
2、在声明结构体的时在结构体的前面加上#pragma pack(1)让其以一字节对齐，这样在使用memcpy的时候就不会调用 
__aeabi_memcpy4这个函数，而是使用__aeabi_memcpy这个函数
原文：https://blog.csdn.net/u013312012/article/details/82192226