stm32 出现 hard fault 的排查记录

参考链接：https://blog.csdn.net/qq_43118572/article/details/132759626

1、先验知识

先验知识1： cortex m3 在中断/异常时，会把 8 个寄存器（xPSR、PC、LR、R12 以及R3-R0）的值压入栈。入栈顺序以及入栈后堆栈中的内容如下（CM4 是从低地址到搞地质）：

地址	寄存器	被保存的顺序
旧 ISP（N-0）	原先已压入栈的内容	-
（N-4）	xPSR	2
（N-8）	PC	1
（N-12）	LR	8
（N-16）	R12	7
（N-20）	R3	6
（N-24）	R2	5
（N-28）	R1	4
新 SP（N-32）	R0	3

先验知识2： 在 Keil 项目的 Options for Target 'Target 1' 的Target 选项，将 Floating Port Hardware 选项设置为 Not Use，这样的好处是在后续查看堆栈寄存器信息时，不会看到其他浮点寄存器，好根据地址推断存储的是哪个寄存器的值。
> 参考链接：https://blog.csdn.net/qq_20553613/article/details/80118444

先验知识3： map 文件可以查看符号表（Symbol Table）。符号表可用于确定变量或函数在内存中的位置。

2、正文

由于 arm/cortex 仅支持对齐访问，否则会出现 hard fault。我们以下述访问不对齐的代码为例，产生 Hard Fault 并进行逐一排查：（假设我们不知道是哪里出现 hard fault）

int main(void)
{
  int a = 1;
  int b = 1;
  int c = a + b;
  int *p = (int *)0xF000 0000;
  int d = *p;
  while (*p) {  // line 11
    (*p)++;  // 将在此处陷入 Hard Fault  line12
  }
  return 0;
}

Step 1：查看 map 我们可以发现栈顶位置为 0x2000 0660

Step 2：当程序陷入异常时，我们能发现当前使用的是 MSP，SP 对应的地址为 0x2000 0640，所以压入了 32/4 = 8 个寄存器（一个寄存器 32 位，即 4 个字节）。根据物理地址，发现上次压入的 PC 值为 0x0800 0336。换而言之，陷入异常的上一条指令地址为 0x0800 0336。

Step 3：点击导航栏的 “Disasembly Window”，打开反汇编界面。右键并选择 “Disassembly at Address” 选项，输入 0x0800 0336 并输入 “go to”，就会跳转到该条指令。

备注： Call Stack 跟 Memory 窗口可以查看很多信息