寻找硬故障的源头-C嵌入式ARM Cortex-M4 32b

Question

我是C嵌入式的新手。 调试嵌入式系统以跟踪摄像机，我得到以下HardFaultHandler：

Atollic调试此时将其停止，而没有明显迹象表明存在特定错误。

__weak void DefaultHardFaultHandle ( void ){
asm volatile(
 " tst lr,#4 \n"
 " ite eq \n"
 " mrseq r0,msp \n"
 " mrsne r0,psp \n"
 " mov r1,lr \n"
 " ldr r2,=HardwareFaultHandler_GetSP \n"
 " bx r2"
 );

我没有大量的内存位置，但是，如何根据这些位置得出哪一行代码导致了问题呢？ 这是代码的一部分，请帮助我：

uint8_t CameraImageTracker(uint8_t **edgeImage){
    ......

for (y = xRight.yStart; (y < height) && (exit == false); y++)
{
    xRight.yStart = y;

    int x = 0;
    for (x = 0; (x < width) && (exit == false); x++)
    {
        if (edgeImage[y][x] == grayScale)
        {
            xRight.xStart = x;
            xRight.yStart = y;

            CountPixelX(width, height, &xRight, edgeImage, grayScale);

            if (xRight.count > WhiteLinesPixMin)
            {
                exit = true;
            }
        }
    }

    WhiteLinesPixMin = xRight.count;
    WhiteLinesPixMax = (WhiteLinesPixMin + 5);

    if (exit == true)
    {
        exit = false;

        xLeft.xStart = xRight.xStart;
        xLeft.yStart = xRight.yStart;

        CountPixelXleft(width, height, &xLeft, edgeImage, WhiteLinesPixMax, grayScale);

        yLeft.xStart = xLeft.xEnd;
        yLeft.yStart = xLeft.yEnd;

        CountPixelY(width, height, &yLeft, edgeImage, grayScale);

        yRight.xStart = xRight.xEnd;
        yRight.yStart = xRight.yEnd;

        CountPixelY(width, height, &yRight, edgeImage, grayScale);

        ellipseCenter(&xRight, &yRight, &xLeft, &yLeft);

        exit = true;
    }
}
return 0;

Answer 1

通过您发布的代码，我看不到您的硬件故障源。 但是，可以通过检查堆栈来找到硬故障的来源。 进入硬故障时，Cortex-M4应该将旧的寄存器值压入堆栈。 在堆栈上，它应如下所示：

sp + 0x00 =  R0
sp + 0x04 =  R1
sp + 0x08 =  R2
sp + 0x0C =  R3
sp + 0x10 =  R12
sp + 0x14 =  LR
sp + 0x18 =  PC <- That is the one you need
sp + 0x1C =  xPSR 
sp + 0x20 =  end of the stack before hard fault 

但是请注意，如果您做了一些有趣的事情，PC可能会指向错误的地方或什么都没有，特别是如果您的硬件故障不是由程序引起的，而是由DMA，MPU或类似的东西引起的。

编辑：忘记提及：您应该首先查看SCB-> CSFR以了解发生了什么。 在手册中查看这些位的含义。

Answer 2

第一步是确定故障时的PC值是多少。 在您的“ DefaultHardFaultHandle”中，注意：

" mrseq r0,msp \\n" " mrsne r0,psp \\n" " mov r1,lr \\n" " ldr ,=HardwareFaultHandler_GetSP \\n" " bx r2"

前两个指令将正确的SP（堆栈指针）指向R0。 有两个SP，使用的SP取决于发生故障时CPU所处的CPU模式（线程或处理程序模式）。 最后两条指令跳转到新的例程HardwareFaultHandler_GetSP。 换句话说，如果您要为HardwareFaultHandler_GetSP编写一个C签名，它将看起来像这样：

void HardwareFaultHandler_GetSP（uint32_t * sp）;

您应该能够使用调试器进行深入分析，以找到发生故障的PC。 例如，单步执行DefaultHardFaultHandle，一旦它获得SP到R0中，然后查看R0的值。 假设它是0x20004000。 然后使用内存窗口，查看地址0x20004000 + 0x18或0x20004018。 包含发生故障的PC。

如果您经常这样做，请使用我编写的函数签名，可以修改HardwareFaultHandler_GetSP以显示“ SP [6]”以获取PC。

注意由于缓存的原因，PC可能会被一条或两条指令关闭。 总线故障状态寄存器（或BFSR，可通过地址0xE000ED29进行字节访问）中的IMPRECISERR位（位2）控制此行为。 如果打开，则可以在调试器中将其关闭（例如，在main（）处中断）或以编程方式将其关闭。 这会使您的程序运行速度变慢，但在出现故障时会显示确切的PC。