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STM32 硬件錯(cuò)誤HardFault_Handler的真兇

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樓主
ID:94349 發(fā)表于 2015-11-9 14:54 | 只看該作者 回帖獎(jiǎng)勵(lì) |倒序?yàn)g覽 |閱讀模式
STM32出現(xiàn)HardFault_Handler故障的原因主要有兩個(gè)方面:

1、內(nèi)存溢出或者訪問(wèn)越界。
2、堆棧溢出。
最近遇到的問(wèn)題是棧溢出,情況是這樣的,舉例說(shuō)明:

static char data[10000];
void fun1(unsigned char *buf)
{
int  i=0;
for(i=0; i<5000; i++)
{
data = buf;
}
}

void fun2(void)
{
unsigned char buf[5000];
.........;
fun1(buf); //執(zhí)行完畢此函數(shù)出現(xiàn)硬件錯(cuò)誤HardFault_Handler
printf("data: %s\r\n",buf);
}

int main()
{
.........();
.........();
.........();
fun2();
.........();
.........();
.........();
while();
}

問(wèn)題分析,通過(guò)斷點(diǎn)代碼跟蹤,在進(jìn)入fun1(buf);函數(shù)時(shí),發(fā)現(xiàn)SP指向了數(shù)組data所開(kāi)辟的空間,同時(shí)PC、等寄存器值壓入棧,在循環(huán)執(zhí)行data =buf;的時(shí)候修改了壓入棧的數(shù)據(jù),導(dǎo)致在退出函數(shù)fun1(buf);時(shí)PC指向了錯(cuò)誤的位置。
問(wèn)題:為什么SP會(huì)指向數(shù)組data所開(kāi)辟的空間?原因是發(fā)生了棧溢出。
問(wèn)題:那里導(dǎo)致了堆棧溢出呢? 下面我們看下面的網(wǎng)絡(luò)資料,認(rèn)識(shí)一下堆棧。

**************************************************************************************************
int main()
{
while(1);
}
BUILD://Program Size: Code=340 RO-data=252 RW-data=0ZI-data=1632  
編譯后,就會(huì)發(fā)現(xiàn)這么個(gè)程序已用了1600多的RAM,這1600多的RAM跑哪兒去了,分析map,你會(huì)發(fā)現(xiàn)是堆和棧占用的
在startup_stm32f10x_md.s文件中,它的前面幾行就有以上定義,這下該明白了吧。
Stack_Size     EQU    0x00000400
Heap_Size      EQU    0x00000200

理解堆和棧的區(qū)別

(1)棧區(qū)(stack):由編譯器自動(dòng)分配和釋放,存放函數(shù)的參數(shù)值、局部變量的值等,其操作方式類(lèi)似
     于數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的棧。
(2)堆區(qū)(heap):一般由程序員分配和釋放,若程序員不釋放,程序結(jié)束時(shí)可能由操作系統(tǒng)回收。分配
     方式類(lèi)似于數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的鏈表。
(3)全局區(qū)(靜態(tài)區(qū))(static):全局變量和靜態(tài)變量的存儲(chǔ)是放在一塊的,初始化的全局變量和靜態(tài)
     變量在一塊區(qū)域,未初始化的全局變量和未初始化的靜態(tài)變量在相鄰的另一塊區(qū)域。程序結(jié)束后由系
     統(tǒng)自動(dòng)釋放。
(4)文字常量區(qū):常量字符串就是存放在這里的。
(5)程序代碼區(qū):存放函數(shù)體的二進(jìn)制代碼。

例如:
    int a=0;                    //全局初始化區(qū)
    char *p1;                   //全局未初始化區(qū)
    main()
    {
     int b;                    //棧
     char s[]="abc";              //棧
     char *p3= "1234567";          //在文字常量區(qū)
     static int c =0 ;            //靜態(tài)初始化區(qū)
     p1= (char *)malloc(10);         //堆區(qū)
     strcpy(p1,"123456");          //"123456"放在常量區(qū)
    }
所以堆和棧的區(qū)別:
    stack的空間由操作系統(tǒng)自動(dòng)分配/釋放,heap上的空間手動(dòng)分配/釋放。
    stack的空間有限,heap是很大的自由存儲(chǔ)區(qū)。
    程序在編譯期和函數(shù)分配內(nèi)存都是在棧上進(jìn)行,且程序運(yùn)行中函數(shù)調(diào)用時(shí)參數(shù)的傳遞也是在棧上進(jìn)行。
**************************************************************************************************
明白堆棧的分配原理后,我們也就明白了為什么說(shuō)是棧溢出了,而沒(méi)有說(shuō)是堆棧溢出或者堆溢出,我們接下來(lái)再來(lái)分析什么導(dǎo)致了棧溢出,這會(huì)不難發(fā)現(xiàn)真兇是unsignedcharbuf[5000];,buf的開(kāi)辟占用了很大的棧空間,超出了startup_stm32f10x_md.s文件中定義的空間大小,導(dǎo)致了棧的溢出。
問(wèn)題總結(jié):
1、函數(shù)內(nèi)部變量占用空間較大時(shí),定義為全局變量或者靜態(tài)變量,減少堆棧的占用。
2、多使用指針解決數(shù)據(jù)的復(fù)制,同時(shí)減少內(nèi)存的占用。
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沙發(fā)
ID:103743 發(fā)表于 2018-9-8 13:29 | 只看該作者
贊,懂了,我也遇到了這種情況,
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板凳
ID:487048 發(fā)表于 2020-11-2 19:04 | 只看該作者
我的也是把局部變量改為全局變量就OK啦。真是一個(gè)容易忽略的問(wèn)題。
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