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STM32进入HardFault_Handler的调试方法

STM32进入HardFault_Handler的调试方法 转载 2016-05-24 16:36:53 在编写STM32程序代码时由于自己的粗心会发现有时候程序跑着跑着就进入了
HardFault_Handler中断，按照经验来说进入HardFault_Handler故障的原因主要有两个方面：
1：内存溢出或则访问越界。
2：堆栈溢出。
发生异常后我们可以首先查看LR寄存器的值，确认当前使用的堆栈是MSP还是PSP，然后找到相对应的堆栈指针，并在内存中查看相对应堆栈的内容，内核将R0~R3，R12，LR，PC，XPRS寄存器依次入栈，其中LR即为发生异常前PC将要执行的下一条指令地址。那么Cortex-M3 内核HardFault错误调试定位方法有：
?
方法1如何精确定位出问题代码的所在位置：
以访问越界为例：（对STM32F103C8T6内部flash模拟EEPROM）
#define STM32_FLASH_SIZE 64
#define STM32_FLASH_WREN 1
#define FLASH_SAVE_ADDR0X08078000
?#define FLASH_HIS_ADDR0X08078002
...
FLASH_SAVE_ADDR是开始存储的基地址，STM32F103C8T6内部flash大小是64K，在STM32的内部闪存（FLASH）地址起始于0x08000000，一般情况下，程序就从此地址开始写入。因此STM32F103C8T6的结束地址应该是64*1024转换成16进制后加上单片机flash的基地址得到的结果就是0x08010000，那么以上代码设置了FLASH_SAVE_ADDR为0X08078000已经超出了该单片机的范围，因此如果在用此单片机操作flash是如果对这个地址进行写和读的会发生错误。现在假设你在不知情的状况下对这个地址进行了操作，然后程序运行时进入HardFault_Handler中断中。那么要找出错误代码在哪个地方，可以使用以下方法（调试软件MDK）：
1：进入调试调试界面在HardFault_Handler的while(1)处打上断点。
?2：等待代码运行到此，这时查看LR寄存器，如果是正常运行那么显示的寄存器类似下图所示：
STM32进入HardFault_Handler的调试方法
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如果进入HardFault_Handler中断，那么显示的寄存器如下图所示：
STM32进入HardFault_Handler的调试方法
文章图片
发生异常之后可首先查看LR寄存器中的值，确定当前使用堆栈为MSP或PSP，然后找到相应堆栈的指针，并在内存中查看相应堆栈里的内容。
?在Cortex_M3权威指南中可以看到如下图所示：
STM32进入HardFault_Handler的调试方法
文章图片
看到LR寄存器中的值是0xFFFFFFF9,因此我应该去看MSP的地址，找到该地址的地址然后如下图所示打开内存，输入上面找到的寄存器地址，右键选择以long型查看地址如下所示：
STM32进入HardFault_Handler的调试方法
文章图片
然后查看这个地址向下数六个long地址，为什么是6个long地址呢，因为由于异常发生时，内核将R0~R3、R12、Returnaddress、PSR、LR寄存器依次入栈，其中Returnaddress即为发生异常前PC将要执行的下一条指令地址；大概是0x08xxxxxx这样开始的即为出错的代码位置，然后可以反汇编查看，如下图所示：
STM32进入HardFault_Handler的调试方法
文章图片
可以看到是对应的C语言程序是在读FLASH函数中发生了错误，因此可以判断为访问越界的问题。
方法2 ：
STM32进入HardFault_Handler的调试方法
文章图片
①首先更改startup.s的启动文件，把里面的HardFault_Handler代码段换成下面的代码
STM32进入HardFault_Handler的调试方法
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②然后把HardFault_Handler_c的函数放在c文件的代码中，代码如下：
void hard_fault_handler_c(unsigned int * hardfault_args)
{
static unsigned int stacked_r0;
static unsigned int stacked_r1;
static unsigned int stacked_r2;
static unsigned int stacked_r3;
static unsigned int stacked_r12;
static unsigned int stacked_lr;
static unsigned int stacked_pc;
static unsigned int stacked_psr;
static unsigned int SHCSR;
static unsigned char MFSR;
static unsigned char BFSR;
static unsigned short int UFSR;
static unsigned int HFSR;
static unsigned int DFSR;
static unsigned int MMAR;
static unsigned int BFAR;
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]);
SHCSR = (*((volatile unsigned long *)(0xE000ED24)));
MFSR = (*((volatile unsigned char *)(0xE000ED28)));
BFSR = (*((volatile unsigned char *)(0xE000ED29)));
UFSR = (*((volatile unsigned short int *)(0xE000ED2A)));
HFSR = (*((volatile unsigned long *)(0xE000ED2C)));
DFSR = (*((volatile unsigned long *)(0xE000ED30)));
MMAR = (*((volatile unsigned long *)(0xE000ED34)));
BFAR = (*((volatile unsigned long *)(0xE000ED38)));
printf("\n\n[Hard fault handler - all numbers in hex]\n\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[R14] = %x subroutine call return address\n",stacked_lr);
printf("PC[R15] = %x program counter\n",stacked_pc);
printf("PSR = %x\n",stacked_psr);
printf("SHCSR = %x\n",(*((volatile unsigned long*)(0xE000ED24))));
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))));
printf("SCB_SHCSR = %x\n",SCB->SHCSR);
while (1);
}
③执行程序后，若发生内核错误，则程序会运行到最后while(1); 处。此时观察相应的堆栈和故障寄存器值，stacked_lr即为故障发生时进入故障中断前PC的值，在MDK软件调试状态下，假如stacked_lr的值为0x1a002d08，在左下方的命令窗口输入“PC = 0x1a002d08”回车，即可定位发生错误的代码位置。
④根据内核错误状态寄存器的值，对应下面的说明，可以看出是发生了何种内核错误。同样的在Cortex_M3权威指南中可以找到对应的寄存器
STM32进入HardFault_Handler的调试方法
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STM32进入HardFault_Handler的调试方法
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STM32进入HardFault_Handler的调试方法
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方法3
在调试状态下，当进入HardFault断点后，菜单栏Peripherals >Core Peripherals >FaultReports打开异常发生的报告，查看发生异常的原因。
STM32进入HardFault_Handler的调试方法
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跳出如下表格：
STM32进入HardFault_Handler的调试方法
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上面的报告发生了BUS FAULT，并将Fault的中断服务转向Hard Fault相对于检测发生了什么异常，定位异常发生位置显得更重要。
?（1）打开Call Stack窗口（如下图，断点停在Hard Fault服务程序中）
STM32进入HardFault_Handler的调试方法
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（2）在Call Stack的HardFault_Handler上右键Show CallerCode
STM32进入HardFault_Handler的调试方法
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【STM32进入HardFault_Handler的调试方法】 这时将跳转到发生异常的源代码位置（如上图），即发生错误的地方在读FLASH处，可以想到应该是刚刚设置的FLASH地址越界问题

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