STM32F103错误异常和错误处理（HardFault）

这两天在程序开发时，遇到了程序卡死的现象，所以，就怀疑是发生了HardFault，从而导致程序进入了HardFault的死循环。

参考的是这篇文章

stm32 HardFault错误调试记录_fault reports_苏提春晓_的博客-CSDN博客

不过这篇文章里有的地方没讲清楚，所以这里先对我自己的实践步骤，做一个总结，并附上额外说明。

keil排查步骤（具体细节后面再解释）：

1、打开debug模式

2、打开STM32标准库工程的文件stm32f10x_it.c

找到HardFault的中断处理函数，并打一个断点

3、调试模式下，点击全速运行

运行程序，如果确实发生了HaultFault，就会跳到刚才打的断点处

4、点击Keil里的菜单Peripherals-Core Peripherals-Fault Reports（这一步是可选的）

此时就能看到刚才发生的错误报告

注意，这里打上勾的就是发生的错误类型。

注意：如果关闭该报告弹窗，下一次打开就不是当前的报告了，所以暂时不要关闭，或者截图先保存下来。

因为所有的错误都会上访成HardFault，所以HardFaults的FORCED对钩被打上了，属于强制的。

这里其实真正的错误类型是Bus Faults的IMPRECISERR。

这里可能看不太明白，但是暂且不管。

总之，要明白的是，确实发生了HardFault。

为什么上面说这个步骤是可选的呢？因为其实没有这个报告，看到程序确实进入了HardFault中断，也能做出这一判断。这里的报告只是尽可能告诉我们具体的错误类型。

接下来就是关键，要找到HardFault是从代码的什么地方进入的，因为程序的错误就存在那附近，可能是数组越界，也有可能是内存溢出等等。总之，要先找到错误的地方，然后才好排查。

5、在寄存器那个窗口找到LR寄存器的值

看该寄存器的第三位，可以看到最低位是0x9，也就是二进制的1001，从最低位开始，第三位就是0，根据这一位判断当前使用的堆栈是MSP还是PSP，具体概念先不用管

我的情况是使用的MSP

另外，还可以看到，SP寄存器的值和MSP的值是一致的，也可以说明使用的是MSP

实际上，裸机开发全程使用的只有MSP.

6、还是刚才的寄存器窗口，展开Banked，找到MSP的值

7、打开内存查看窗口

输入刚才的MSP的值，即0x20002518

注意，最好在该窗口右键切换显示方式（我这里已经切换过了）

这样才刚好是显示4个字节，即32位地址，方便查看。

8、接下来要找到发生HardFault之前的程序地址，也就是哪里发生的HardFault

从刚才显示的MSP地址处，往后加6个地址处，就是出错的地方

先不要问为什么要加6，具体可参考上面给的链接，或者《ARM Cortex-M3 Cortex-M4 权威指南》

这样，我们就找到了出错的地址08000E25

双击复制该地址

9、回到汇编窗口，右键点击跳转该地址处

粘贴刚才的地址08000E25，注意，粘贴后不要直接Go To，必须得加上个0x，要不就不对了，也就是0x08000E25

点击Go To，会同时跳到对应的汇编和C语言处 

到此，就可以知道，是这863行代码处进入了HardFault，所以，这行程序是有问题的，或者这行程序的附近是有问题的.

这里涉及到了数组的索引，猜测极有可能是发生了数组的越界问题。

10、具体得排查出错的程序，优化BUG即可。

OK排查步骤结束。

接下来好好研究下STM32的错误异常相关内容。

错误异常和错误处理

内容均参考《ARM Cortex-M3 Cortex-M4 权威指南》以及网络。

此处仅记录重点内容

错误处理函数中，也是可以进行业务操作的。

上面只是介绍了异常处理的流程，还有一些令人不太明白的地方，接下来进行补充。

要想理解上面步骤的所以然，至少需要阅读《ARM Cortex-M3 Cortex-M4 权威指南》第4章寄存器部分、第8章简介部分和第12章的几乎所有内容。

第4章：架构

第8章：深入了解异常处理

第12章：错误异常和错误处理

另外，要会用Keil的调试工具。

首先，认识错误报告

 

错误报告中，当发生对应异常后，就会被自动打上勾，表示该异常类型标志位置位了，也就是说，确实发生了对应的异常。

从上到下，分为存储器管理异常、总线异常、使用异常、硬错误、调试错误、还有辅助错误。

对于每一个错误：

Address行SCB->xFAR是错误地址寄存器；

Status行SCB->xFSR是错误状态寄存器，数值就表示这些寄存器的数值，对应了下面的那些选项，打钩的是1，没打钩的就是0;

这些寄存器都可以在上面报告里找到对应的地方。 

其他列出来的都是对应的错误状态标志位。

存储器管理异常

总线错误

上面的定位步骤中，就是发生了不精确的总线错误。

其实，按上面的方式找到的只是不准确的地址。

为了得到准确的错误地址，需要禁止写缓冲。

 

如何在C中禁止写缓冲呢？后面再优化说明。

使用错误

HardFault

 

本例中，FORCED被打钩，也就是置位了，是由于总线错误引起的。 

剩下的两种错误类型可以不必关注。 

LR的位2表示什么？

 

LR寄存器的当前值是什么意思？

阅读下方红框部分文字

 

同时，也能看出为什么要看LR的位2来判断MSP还是PSP

 

 

为什么是往后移动6个位置？ 

这里要注意ARM使用的是满减栈。

综合可知

异常处理时，可以根据当前MSP的值获取到返回地址。

注意，往后+0x18（24），也就是往后移动24个字节，每个地址4个字节，也就是往后移动6个地址位置，得到的就是PC值，即返回地址。

注意，这里为什么PC就是返回地址？而不是看LR呢？

上面有讲，因为异常处理时，LR用来存放EXC_RETURN，此时的PC原本是要存在LR中的，但是LR被占用了，就只能压栈保存。

那为什么不取压栈的LR?而是看PC。

因为此时PC就是原来的LR，而此时压栈的LR，是调用该函数的后一个指令地址，不是发生异常处的地址。

举例说明：

此时的压栈LR其实是C指令的地址，而我们要的是I处的地址，也就是此时压栈的PC值。

还有个问题，就是此时得到的PC值其实并不准，需要禁止缓冲后再调试一次。

优化调试