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MM查找HardFault方法和步骤

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实际环境中,由于测试高压等产品常常无法连接调试器,故需要代码来定位目标语句地址,并通过一定手段保存:

在MM32F0130中,需先修改启动文件startup_mm32f013x.s:
HardFault_Handler\
            PROC               
            IMPORT  hard_fault_handler_c;函数声明
            MOVS r0, #4                   ;判断主栈指针还是进程栈指针
            MOV r1, LR
            TST r0, r1
            BEQ stacking_used_MSP        ;如果是主栈指针
            MRS R0, PSP              ;否则是进程栈指针,把进程栈指针地址付给 R0
            B get_LR_and_branch          ;跳转到 HardFault 中断程序
            stacking_used_MSP
            MRS R0, MSP                   ;把主栈指针地址赋给 R0
            get_LR_and_branch
            MOV R1, LR

            BL hard_fault_handler_c
            ENDP


该段代码会判断当前堆栈使用的是MSP或PSP,然后将堆栈参数传递给hard_fault_handler_c函数,该函数定义如下:

void hard_fault_handler_c(unsigned int * hardfault_args, unsigned lr_value)
{
    unsigned int stacked_r0; //压栈的 r0
    unsigned int stacked_r1; //压栈的 r1
    unsigned int stacked_r2; //压栈的 r2
    unsigned int stacked_r3; //压栈的 r3
    unsigned int stacked_r12; //压栈的 r12
    unsigned int stacked_lr; //压栈的 lr
    unsigned int stacked_pc; //压栈的 pc
    unsigned int stacked_psr; //压栈的 psr

    stacked_r0 = ((unsigned int) hardfault_args[0]);
    stacked_r1 = ((unsigned int) hardfault_args[1]);
    stacked_r2 = ((unsigned int) hardfault_args[2]);
    stacked_r3 = ((unsigned int) hardfault_args[3]);
    stacked_r12 = ((unsigned int)hardfault_args[4]);
    stacked_lr = ((unsigned int) hardfault_args[5]);
    stacked_pc = ((unsigned int) hardfault_args[6]);
    stacked_psr = ((unsigned int) hardfault_args[7]);

    while(1)
    {
        printf("[Hard fault handler]\r\n");
        printf("R0 = %x\r\n", stacked_r0);
        printf("R1 = %x\r\n", stacked_r1);
        printf("R2 = %x\r\n", stacked_r2);
        printf("R3 = %x\r\n", stacked_r3);
        printf("R12 = %x\r\n", stacked_r12);
        printf("Stacked LR = %x\r\n", stacked_lr);
        printf("Stacked PC = %x\r\n", stacked_pc);
        printf("Stacked PSR = %x\r\n", stacked_psr);
        printf("SCB_SHCSR=%x\r\n",SCB->SHCSR);
        printf("Current LR = %x\r\n", lr_value);
    }
}


处理器进入到HardFault,将R0~R3、R12、LR、PC信息通过串口打印,根据寄存器信息排查问题代码。



当处理器处理异常时,除非异常是一个末尾连锁异常或迟来的异常,否则,处理器把信息都压入到当前堆栈中入栈(stacking),8个数据字的结构被称为栈帧(stack frame),栈按照双字地址对齐方式。


入栈后,堆栈指针立刻指向栈帧的最低地址单元。栈包含返回地址,这是被中止的程序中下条指令的地址。这个值在异常返回时返还给 PC,使被中止的程序恢复执行。



如下图连接仿真器查看汇编的地址可以找到是程序问题,根据PC指针地址,在程序生成的.map中查找出问题函数。



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沙发
星辰大海不退缩| | 2025-2-26 14:40 | 只看该作者
非常不错的故障排除法

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板凳
等你下课| | 2025-3-31 13:18 | 只看该作者
在硬件故障发生时,程序会判断当前使用的是 主栈指针还是 进程栈指针

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地板
jf101| | 2025-3-31 23:04 | 只看该作者
查找HardFault方法和步骤

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5
bartonalfred| | 2025-4-4 16:45 | 只看该作者
HardFault 常见的原因之一是非法的内存访问,如访问未分配的内存、越界访问数组等。检查代码中所有的内存访问操作,确保没有错误。

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6
janewood| | 2025-4-4 17:50 | 只看该作者
通过调试串口输出调试信息,将程序的运行状态和错误信息实时发送到计算机。这样可以在不影响程序运行的情况下,获取更多的调试信息。

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7
caigang13| | 2025-4-5 11:08 | 只看该作者
报hardfualt错误,一般都是变量操作不当导致内存溢出。

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8
chenjun89| | 2025-4-5 16:47 | 只看该作者
可以在容易出现hardfualt的地方添加调试打印或日志记录。

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9
sanfuzi| | 2025-4-5 19:21 | 只看该作者
尝试简化代码,逐步排除可能导致HardFault的部分,以缩小问题范围。

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10
minzisc| | 2025-4-5 22:24 | 只看该作者
借助像 JTAG、SWD 这类调试接口,把调试工具(例如 J-Link、ST-Link)连接到单片机。这些工具能让你在调试时访问单片机的内部寄存器与内存。

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11
burgessmaggie| | 2025-4-6 07:48 | 只看该作者
中断处理程序可能会影响系统的稳定性。检查中断处理程序的代码逻辑,确保没有死循环、错误的寄存器操作等。

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12
快乐制造机| | 2025-4-7 21:00 | 只看该作者
在实际开发中,能够快速定位和处理HardFault是非常重要的

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13
pmp| | 2025-4-8 12:30 | 只看该作者
根据 PC 和 LR 的值,找到导致 HardFault 的具体代码行。
如果是堆栈溢出,检查任务堆栈大小是否足够。
如果是非法访问,检查是否有未初始化的指针或数组越界。

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14
phoenixwhite| | 2025-4-8 15:46 | 只看该作者
在可能引发 HardFault 的代码区域设置断点,例如函数调用、中断处理程序等。通过单步执行程序,查看程序执行到哪一步时触发了 HardFault。

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15
bartonalfred| | 2025-4-9 19:15 | 只看该作者
如果是堆栈溢出,增加任务堆栈大小或全局堆栈大小。
在 FreeRTOS 中,可以使用 configMINIMAL_STACK_SIZE 调整默认堆栈大小。

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16
robincotton| | 2025-4-9 22:19 | 只看该作者
HardFault可能由多种原因引起,包括指针操作错误、内存分配错误、数组越界等。因此,在查找问题时需要仔细检查代码。

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17
backlugin| | 2025-4-10 01:20 | 只看该作者
访问未分配的内存区域              

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18
weifeng90| | 2025-4-10 12:34 | 只看该作者
可以在hardfualt函数中添加打印函数来打印相关信息,辅助定位分析原因

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19
sdCAD| | 2025-4-10 14:14 | 只看该作者
HardFault 发生时,程序的上下文信息会被保存到堆栈中。可以查看堆栈中的内容,包括程序计数器(PC)、链接寄存器(LR)等,确定程序崩溃时的执行位置。

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20
uytyu| | 2025-4-10 15:55 | 只看该作者
记录HardFault发生的情况、原因和解决方法,以便未来参考。

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