关于连接寄存器LR的值

发表于 2016-1-28 20:35

不太清楚那个帖子最后的那个图片的中的有2个LR的值哪个才是有用的，该使用哪个LR的值去找跑飞的代码。我告诉他是debug viewer中输出的那个，他好像还是不太明白，下面我们就简单的看下LR的变化过程。他说的那个图片如下，其中包含了2个LR，左边一个寄存器R14的值，右边debug viewer输出一个。

我们通常说的LR寄存器就是寄存器R14，它常用于在调用子程序分支时存储返回地址，调用完成后用于返回到调用之前的地方继续执行下面的代码，
《Cortex-M3 权威指南》对LR的描述如下，其中提到了LR的地址等于当前子程序分支的下一条指令的地址。

我们知道当程序发生异常或者中断时会自动保存现场将xPSR,PC,LR,以及R0-R3由硬件自动压入堆栈以及一些其他的处理，然后程序进入异常或者中断函数，此时LR的值将会被自动被更新为特殊的EXC_RETURN.《Cortex-M3 权威指南》里的详细的介绍如下：

下面我们根据上面的叙述结合实际的代码看下LR的值的变化过程：
1）我们在异常函数void HardFault_Handler(void)里面设置一个断点后debug下全速运行，这个函数是重载的系统的函数，当出现HardFault时会自动进入这个函数，可以看到此时的LR=0XFFFFFFF9,且此时处于Handler模式，和上面的描述相符。在这个函数里面首先判断是使用的MSP还是SPS，然后将这个SP的值保存到r0寄存器，然后调用函数void Hard_Fault_Handler(uint32_t stack[])，此时的r0,作为函数Hard_Fault_Handler的参数。

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2015-7-7 21:55 上传

下面我们进入到void Hard_Fault_Handler(uint32_t stack[])，具体如下，主要是打印一些信息出来，我们在下面的函数里设置一个断点，然后进入到下面的函数中去

发表于 2016-1-28 20:35

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void Hard_Fault_Handler(uint32_t stack[])

{

   static char msg[80];

                printf("In Hard Fault Handler\n");

                sprintf(msg, "SCB->HFSR = 0x%08x\n", SCB->HFSR);

                printf(msg);

                if ((SCB->HFSR & (1 << 30)) != 0) 

                        {

                         printf("Forced Hard Fault\n");

                         sprintf(msg, "SCB->CFSR = 0x%08x\n", SCB->CFSR );

                         printf(msg);

                         if((SCB->CFSR & 0xFFFF0000) != 0) {

                                        printUsageErrorMsg(SCB->CFSR);

                         } 

                         if((SCB->CFSR & 0xFF00) != 0) {

                                        printBusFaultErrorMsg(SCB->CFSR);

                         }

                         if((SCB->CFSR & 0xFF) != 0) {

                                        printMemoryManagementErrorMsg(SCB->CFSR);

                         }      

                }  

                stackDump(stack);

                __ASM volatile("BKPT #01");

   while(1);

}

发表于 2016-1-28 20:36

在断点暂停后我们发现LR的值还没有发生变化，还是刚进入中断函数的0xFFFFFFF9,

程序在进入函数时把r0的值传给了r4,用于保存参数的值，因为下面要用到r0.

继续看下面的汇编。将要输出的字符的地址传到r0保存，我们可以在内存中看到地址0x08000818中保存的就是要输出的字符串"In Hard Fault Handler\n"，同时也可以在我们上次得到的反汇编文件中看到这个FLASH地址保存的输出字符。

反汇编中得到保存的输出字符的位置，具体参考：【STM32F303开发】+使用fromelf反汇编keil生成的AXF文件

保存好参数r0后程序会跳转到输出函数的地址0x08002080继续执行,注意输出字符串函数下面的一条语句的地址为0x080006c6，这个地址将会在程序跳转到输出函数时被保存在LR中，此时的LR的值将会发生变化。在0x08002080设置个断点，然后全速运行程序，程序会暂停在输出函数。
从下图中可以看到LR的值从进入中断函数时的0xFFFFFFF9变成了0x080006c7（指令最低bit0必须为1），这个值正好是我们跳转前的下一句代码的地址0x080006c6.

综上，进入中断函数时的LR为特殊的EXC_RETURN，但是如果在中断函数中有发生子程序分支调用时，LR的值就会被压栈，然后发生变化用于存储子程序的返回地址。而我们用于保存跑飞代码的LR的值一直在保存着并没有发生变化，最后在debug viewer输出的正是我们要找的LR的值。

发表于 2016-1-28 20:37

附件中是可用的例程

[STM32F3] 关于连接寄存器LR的值

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