HardFault排查——软件方案

只看该作者 · 2022-6-22 10:52

本帖最后由山不转水转于 2022-6-22 14:26 编辑

问题背景
实际调试、或者产品开发阶段，有时候会碰到产品触发异常、报HardFault这类错误。
在这里介绍一种排查软件端问题的调试方法。

测试原理
简单来说，就是利用 “MCU触发HardFault异常、跳转到HardFault服务函数前，会把现场的内核寄存器值先压入堆栈空间保存好” 的这个特性。
所以我们可以：

确认触发HardFault后，使用的是PSP进程堆栈，还是MSP主堆栈（一般是MSP，也可理解用户在SRAM中划分出来的堆栈空间）
根据对应堆栈SP指针，挑出触发HardFault的PC指针所指向的位置。
注意现场保存、寄存器值入栈顺序：xPSR->PC->LR->R12->R3~R0

实测
基于APM32F407demo板，新建会触发HardFault的例程——访问、改写溢出实际SRAM存储空间的数据。

仿真调试下，全速运行，成功触发Hardfault。

在0x2000_03E0堆栈位置，存储着进入HardFault前的内核寄存器信息，如图所示

PC指向地址是0x08003AA——可找到对应触发HardFault的汇编代码

上述分析可以看到，在对0x2003_0002这个异常存储空间进行操作后，会影响往下代码指令的执行（特别是操作SRAM空间）从而触发HardFault

后话
HardFault的触发还有很多因素，比如客户的MCU供电问题、某些VCAP脚没接上、硬件接地干扰、Flash等待周期不符合芯片规定等等。文章所介绍的方法只是针对软件部分的排查参考。