Cortex-M3开发经验(三):在HardFault中打印栈信息

Cortex-M3开发经验(三):在HardFault中打印栈信息

在《Cortex-M3开发经验(二):确认发生HardFault的地方》中,我们提到如何查找出错地方。但是这有一个问题,就是必须链接调试器。那么在某些情况下,我们无法连接调试器,那么就无法读取到栈信息了吗?我们可以在进入HardFault时,获取栈指针,然后通过串口的方式打印出来吗?

说干就干,有好的想法,也必须有实际的行动验证自己的想法。

如何获取栈指针?

卡住我们的第一个问题就是如何获取栈指针了。就是如何获取SP,MSP(主堆栈指针),PSP(进程堆栈指针)的值了。

在《Cortex-M3权威指南》中,有这么一段话:CM3微控制器内核中共有两个堆栈指针,于是也就是支持两个堆栈,当引用R13(写作SP)时,引用到的是当前正在使用的那一個(MSP或PSP),另一个必须用特殊的指令来访问(MRS和MSR指令)。

也就是说,我们需要用汇编的指令来获取栈指针。

uint32_t get_msp_addr()
{
    __asm("mrs r0, msp");
    __asm("bx lr");
}

uint32_t get_psp_addr()
{
    __asm("mrs r0, psp");
    __asm("bx lr");
}

uint32_t get_sp_addr()
{
    __asm("mov r0, sp");
    __asm("bx lr");
}

注:每个编译器所支持C嵌入汇编的方式不同,也可能一些编译器不支持__asm指令。

通过栈指针获取内核寄存器的值

uint32_t reg_buff[10];
uint32_t *sp = NULL;

void HardFault_Handler()
{
    sp = (uint32_t*)get_msp_addr();
    reg_buff[0] = *(sp++);
    reg_buff[1] = *(sp++);
    reg_buff[2] = *(sp++);
    reg_buff[3] = *(sp++);
    reg_buff[4] = *(sp++);
    reg_buff[5] = *(sp++);
    reg_buff[6] = *(sp++);
    reg_buff[7] = *(sp++);
    reg_buff[8] = *(sp++);
    reg_buff[9] = *(sp++);
    while(1){}
}

编译,运行!

结果有点意料之外!

LR的值和PC的值跟我们之前单步调试的不一样!偏移了12个字节。为什么?后面单步看了一下后发现,我们在HardFault中调用了get_msp_addr这个函数,而调用函数就意味着使用栈空间。如果我把reg_buff放到HardFault中,这样就不止偏移12个字节了!

有没有更好的方法啊!?

我们在进入HardFault_Handler函数之前就获取SP指针的值,并作为参数传入到HardFault_Handler中不就可以了吗?

谁在调用中断处理函数?

要解决上面的问题,我们就需要知道内核在哪里调用中断函数的,这样我们才能修改对应的中断处理函数,使其可以接收参数。

《Cortex-M3开发经验(二):确认发生HardFault的地方》中,我们提到过,在发生中断/异常时,内核会去中断向量表中找到对应的中断,找到中断的入口地址。那么我们就看看中断向量表在哪?

最终,在startup_xxx.S文件中找到了向量表的定义1。我们也找到了HardFault_Handler的定义

.weak   HardFault_Handler
.type   HardFault_Handler, %function

HardFault_Handler:
    B .

虽然可能不了解汇编,不知道什么意思,但也能猜测出大概的意思,也可能查资料。发现B是跳转指令,这应该就是跳转到同名的C函数中。那么我们可以修改为:

.weak   HardFault_Handler
.type   HardFault_Handler, %function

HardFault_Handler:
    MOV     r0, lr
    MOV     r1, sp
    BL      hardfault_handler

这样就吧LR的值和SP的值传入到hardfault_handler函数中去了2

编译,运行!

这次的结果就是我们想要的了。


  1. 这是一个启动文件,里面包含了该芯片启动需要的一些过程。

  2. R0~R3寄存器保存的是函数调用时所传入的参数,同时也可作为函数返回值。hardfault_handler定义如下:void hardfault_handler(uint32_t lr, uint32_t sp)

posted @ 2019-06-14 13:36  BakuBoy  阅读(...)  评论(... 编辑 收藏