STM32跳入HardFault Handler中斷分析

ARM芯片STM32出現HardFault Handler硬件中斷通常有兩種狀況：

1. 訪問越界致使的Acess Violation或者內存溢出
2. 堆棧溢出

此次遇到的問題是棧空間不夠。

##ARM程序的組成[1]## 在Keil4的Build Out窗口中有下列的調試信息：

那麼其中的Program Size: Code=12384 RO-data=420 RW-data=52 ZI-data=37044 分別表明什麼意義呢？

此處所說的「ARM程序」是指在ARM系統中正在執行的程序（在RAM中的程序）。

一個ARM程序包含3部分：RO，RW和ZI。RO是程序中的指令和常量；RW是程序中的已初始化變量;ZI是程序中的未初始化的變量.由以上3點說明能夠理解爲：RO就是readonly，RW就是read/write，ZI就是zero。

##堆和棧的區別##

• 棧區（stack）：由編譯器自動分配和釋放，存放函數的參數值、局部變量的值等，其操做方式相似 於數據結構中的棧。
• 堆區（heap）：通常由程序員分配和釋放（malloc），若程序員不釋放，程序結束時可能由操做系統回收。分配 方式相似於數據結構中的鏈表。
• 全局區（靜態區）（static）：全局變量和靜態變量的存儲是放在一塊的，初始化的全局變量和靜態 變量在一塊區域，未初始化的全局變量和未初始化的靜態變量在相鄰的另外一塊區域。程序結束後由系 統自動釋放。
• 文字常量區：常量字符串就是存放在這裏的。
• 程序代碼區：存放函數體的二進制代碼。

當我把幾個全局的數組長度double BUFER[sample_num]都調到10000+時，Keil會出現報錯。

BSS指用來存放程序中未初始化的全局變量的一塊內存區域，顯然這個BUFFER數組存在全局區，而ROM內存不夠致使出錯。

舉個「栗子」說明一下這幾個區的不一樣：

<!-- lang: cpp -->
int aa=0;                             //全局（初始化）區
int bb;                               //全局（未初始化）區
void main()
{
  int b;                             //棧
  char s[]="abc";                    //棧
  char *p= "LZU";                   //在文字常量區
  static int c =0 ;                  //靜態初始化區
  p1= (char *)malloc(10);            //堆區
  strcpy（p,"LZU");                  //"LZU"放在常量區
 }

##遇到問題## 在main中有這樣幾個函數：

<!-- lang: cpp -->
filter(ReceiveData,BUFER,sample_num);
butter_high(BUFER,HighOut,sample_num);
butter_low(HighOut,LowOut,sample_num);
DIFF(&LowOut[0],BUFER,sample_num);

用來濾波和差分，然而繼續在後面加上一行cnt=find_max(BUFER,peak,sample_num)時會跳入到HardFault Handler中。跟蹤發現，它影響整個程序的方式還特別奇怪，不加入它的時候ADC能採樣sample_num個數據。加入它時，ADC在沒采夠sample_num個數據時就會跳入到HardFault Handler中。這樣讓我一直覺得是ADC採樣致使的硬件錯誤中斷。

##解決問題## 仔細看一下cnt=find_max(BUFER,peak,sample_num)的代碼

<!-- lang: cpp -->
int find_max(double* in,int* out,int length)
{ 
int i,j;
double Max,Min,Temp=0; 
int WaveStart[1000];
int MaxPoint[1000];
}

發現它定義了兩個很大的局部變量數組，而局部變量是存在棧中的，1000+1000大於開始定義的1024個字節。因此出現了硬件中斷錯誤。

由於在程序中沒有動態分配內存，能夠在startup文件中把Heap_size定義爲0.

##Keil輸出的MAP文件##

__initial_sp 0x20016c68 Data 0 startup_stm32f2xx.o(STACK)

STACK 0x20014868 Section 9216 startup_stm32f2xx.o(STACK)

說明stack大小爲0x2400

##Reference##

[1].http://blog.csdn.net/jamestaosh/article/details/4348385

[2].http://www.mcuc.com.cn/thread-660-1-1.html

[3].http://www.openedv.com/posts/list/24152.htm