定位ARM Hard Fault 的方法

只看该作者 · 2024-7-18 02:07

1，  用Keil的话，可以做如下操作：

先将fault中断函数的内容改为:

HardFault_Handler\

            PROC

            ;EXPORT  HardFault_Handler       [WEAK]

            ;B                .

                              IMPORT hard_fault_handler_c

                              TST LR, #4

                              ITE EQ

                              MRSEQ R0, MSP

                              MRSNE R0, PSP

                              B hard_fault_handler_c

            ENDP

************************************************insert start*************************************************

摘抄自Triton.zhang——eeworld

1. MSP和PSP 的含义是Main_Stack_Pointer 和Process_Stack_Pointer,在逻辑地址上他们都是R13

2. 权威手册上说的很清楚PSP主要是在Handler的模式下使用，MSP主要在线程模式下使用（当然你在线程模式下也可以调用PSP，需要你做特殊的处理).
3. 这意味着同一个逻辑地址，实际上有两个物理寄存器，一个为MSP，一个为PSP，在不同的工作模式调用不同的物理寄存器。举一个简单的例子，很多MCU的的UART只有一个BUFF,TXBUFF和RXBUFF都是一个地址，当你写BUFF时写入的是TXBUFF, 读操作时调用的是RXBUFF。基本原理就是这样。
4. 至于为什么这么设计，我想是为了在进行模式转换的时候，减少堆栈的保存工作。同时也可以为不同权限的工作模式设置不同的堆栈。

************************************************insert end***************************************************

然后在源程序里添加下面的函数代码:

// hard fault handler in C,

// with stack frame location as input parameter

void hard_fault_handler_c(unsigned int * hardfault_args)

{

unsigned int stacked_r0;

unsigned int stacked_r1;

unsigned int stacked_r2;

unsigned int stacked_r3;

unsigned int stacked_r12;

unsigned int stacked_lr;

unsigned int stacked_pc;

unsigned int stacked_psr;

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

printf ("BFAR = %x\n", (*((volatile unsigned long *)(0xE000ED38))));

printf ("CFSR = %x\n", (*((volatile unsigned long *)(0xE000ED28))));

printf ("HFSR = %x\n", (*((volatile unsigned long *)(0xE000ED2C))));

printf ("DFSR = %x\n", (*((volatile unsigned long *)(0xE000ED30))));

printf ("AFSR = %x\n", (*((volatile unsigned long *)(0xE000ED3C))));

while(1)

{

      ;;

}

}

如果使用调试器,则可以在第一个printf处设置断点.没有的话看串口打印结果

通过查看stacked_lr的内容可以知道程序运行到哪个位置出现fault

然后查看编译后汇编代码,可以知道源程序是哪个函数哪一步出现问题,

配合其它寄存器的内容来分析找出原因

2．用IAR的话，把startup_ewarm.c文件中的FaultISR（）函数的内容改为：

volatile unsigned int stacked_r0;

volatile unsigned int stacked_r1;

volatile unsigned int stacked_r2;

volatile unsigned int stacked_r3;

volatile unsigned int stacked_r12;

volatile unsigned int stacked_lr;

volatile unsigned int stacked_pc;

volatile unsigned int stacked_psr;

//unsigned long cc;

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

printf ("BFAR = %x\n", (*((volatile unsigned long *)(0xE000ED38))));

printf ("CFSR = %x\n", (*((volatile unsigned long *)(0xE000ED28))));

printf ("HFSR = %x\n", (*((volatile unsigned long *)(0xE000ED2C))));

printf ("DFSR = %x\n", (*((volatile unsigned long *)(0xE000ED30))));

printf ("AFSR = %x\n", (*((volatile unsigned long *)(0xE000ED3C))));

  while(1)

  {

      ;;

  }

如果使用调试器,则可以在第一个printf处设置断点.没有的话看串口打印结果

通过查看stacked_lr的内容可以知道程序运行到哪个位置出现fault

然后查看编译后汇编代码,可以知道源程序是哪个函数哪一步出现问题,

配合其它寄存器的内容来分析找出原因

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();

}

【ARM 汇编基础速成6】ARM汇编之条件执行与分支 - 简书

ARM 指令举例

SWI_Exception:
STMFD SP!, {R2-R3,LR} //把R2，R3，LR值入栈
#0号软中断的处理程序
CMP R0, #0 //将R0和0比较
//以下4行带EQ条件的代码均为当R0为0时应该执行的语句
MRSEQ R2, SPSR //把SPSR读入到R2中
STREQ R2, [R1] /把R2的值存入到[R1]中
ORREQ R2, R2, #0x80 //把R2的Bit7位置1
MSREQ SPSR_c, R2 //把R2的值写入到SPSR_c中，即禁止IRQ
#1号软中断的处理程序
CMP R0, #1 //比较R0值和1
LDREQ R2, [R1] //相等则把[R1]中的数据存入R2中
MSREQ SPSR_c, R2 //相等把R2的值写入到SPSR_c中，恢复IRQ
#11号软中断的处理程序
CMP R0, #11 //比较R0的值和11
MRSEQ R2, SPSR //相等则把SPSR的值转存入到R2中
BICEQ R2, R2, #0x1F //相等则把R2的Bit0~Bit4全部清零
ORREQ R2, R2, #Mode_SYS //相等则把R2与#Mode_SYS相与再存入R2
MSREQ SPSR_c, R2 //相等则把R2的值存入SPSR_c中，即进入系统模式
#12号软中断的处理程序
CMP R0, #12 //比较R0的值和12
MRSEQ R2, SPSR //相等则把SPSR的值存入R2
BICEQ R2, R2, #0x1F //相等则把R2的Bit0~Bit4清零
ORREQ R2, R2, #Mode_USR //相等则把R2与#Mode_USR相与再存入R2中
MSREQ SPSR_c, R2 //相等则把R2存入SPSR_c，即进入用户模式
LDMFD SP!, {R2-R3,PC} //恢复R2、R3、PC值，返回
.END //汇编代码段结束

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