STM32F4 Hard Fault调试

最近移植一个IAR的UVC工程到STM32F4上进行开发，花费了些时间调试了下一个HardFault问题，在此mark下。

现象描述

Reset上电后直接进入HardFault处理函数，无法进入C环境的main函数

调试过程

捕获异常现场

进入Keil Debug模式Reset程序，等待程序跑飞后按下Stop，此时程序应该会停在HardFault_Handler函数处。查看硬fault状态寄存器（地址： 0xE000ED2C）确认hard fault类型，如下图，发现BIT30（FORCED）被置位，手册指示此hard fault是由于上访导致。

继续查看用法fault状态寄存器（UFSR，地址： 0xE000ED2A），存储器管理fault状态寄存器（MFSR，地址： 0xE000ED28），总线fault状态寄存器（BFSR，地址： 0xE000ED29）确认异常类型，如下图，发现UFSR的BIT3（NOCP）置位，手册解释为 “试图执行协处理器相关指令”，不过貌似还是一头雾水，但至少有点眉目。

寻找异常触发点

为了找到触发异常的指令，我们先在异常发生前设置断点，然后使能usage fault中断（BIT18，地址：0xE000ED24），点击RUN，等待程序跑飞，然后STOP程序，不出意外的话会发现PC停在UsageFault_Handler（说明我们之前的判断是正确的^_^），查看当前SP的地址，然后根据中断入栈规则去寻找中断前的PC值。我这边的SP是0x20003600，那么我们就到该地址去寻找PC值吧。

可以获取到触发异常的指令位置在0x80032C4, 异常处理的返回地址在0x800024B，下图红色标记处LR的入栈位置，PC比其先入栈。

通过反汇编窗口发现是由于VMSR这条指令导致，单步调试下可以发现这条指令在_fp_init中

现在可以确认是FPU指令导致的Usage Fault上访为Hard Fault

寻找对策

知道原因后找寻解决方法就比较简单了，FPU指令不可用应该就是FPU相关的有效位没使能导致的，在SystemInit中追加FPU的初始化操作即可。在最新的CMSIS中已经追加，不清楚为什么我用的库里没有，好无奈，又是一坑

void SystemInit(void)
{
  /* FPU settings ------------------------------------------------------------*/
  #if (__FPU_PRESENT == 1) && (__FPU_USED == 1)
    SCB->CPACR |= ((3UL << 10*2)|(3UL << 11*2));  /* set CP10 and CP11 Full Access */
  #endif
  
.............
}

这个问题还有一个workaround大家可以试下，就是勾选上" Use MacroLIB "，这是我最开始的对策。