为啥 PC 加载了包含未定义指令的地址？ - STM32H745

Posted 2023-02-19

【中文标题】为啥 PC 加载了包含未定义指令的地址？ - STM32H745

【英文标题】：Why PC is loaded with address containing undefined instruction? - STM32H745为什么 PC 加载了包含未定义指令的地址？ - STM32H745

【发布时间】：2021-09-26 04:42:52

【问题描述】：

我在 STM32H745 MCU 上启用 MPU 时遇到问题。我只想禁用 MPU，设置区域然后启用它。然而，HardFault 出现了。我认为这是区域设置错误的问题。但是在评论之后，我注意到打开MPU就会出现问题。

代码：

static syslog_status_t setMPU_sysLog(void)

    [...]
    ARM_MPU_Disable();
    /* ARM_MPU_SetRegion(ARM_MPU_RBAR(0, (uint32_t)NON_CACHABLE_RAM4_D3_BASE_ADDR),
        ARM_MPU_RASR(0UL, ARM_MPU_AP_FULL, 1UL, 0UL, 0UL, 1UL, 0x00UL, ARM_MPU_REGION_SIZE_8KB)); */
    HALT_IF_DEBUGGING();
    ARM_MPU_Enable(0);
    return SYSLOG_OK;

我只使用 CMSIS API，所以我检查程序集并发出警告：

>0x80003ec <setMPU_sysLog+36>    bkpt    0x0001
  0x80003ee <setMPU_sysLog+38>    ldr     r3, [pc, #28]   ; (0x800040c <setMPU_sysLog+68>)
  0x80003f0 <setMPU_sysLog+40>    movs    r2, #1
  0x80003f2 <setMPU_sysLog+42>    str.w   r2, [r3, #148]  ; 0x94
  0x80003f6 <setMPU_sysLog+46>    ldr     r2, [r3, #36]   ; 0x24
  0x80003f8 <setMPU_sysLog+48>    orr.w   r2, r2, #65536  ; 0x10000
  0x80003fc <setMPU_sysLog+52>    str     r2, [r3, #36]   ; 0x24
  0x80003fe <setMPU_sysLog+54>    dsb     sy
  0x8000402 <setMPU_sysLog+58>    isb     sy
  0x8000406 <setMPU_sysLog+62>    movs    r0, #0
  0x8000408 <setMPU_sysLog+64>    bx      lr
  0x800040a <setMPU_sysLog+66>    nop
  0x800040c <setMPU_sysLog+68>                    ; <UNDEFINED> instruction: 0xed00e000
  0x8000410 <initSysLog>          push    r3, lr

在 0x80003ee 中将 UNDEFINED 指令 加载到 PC？什么可能导致此编译器（？）错误？有没有人遇到过这样的问题？如何开始调试呢？附加调试信息如下：

0x08000398 in my_fault_handler_c (frame=0x2001ffb0) at CM7/exceptionHandlers.c:29
29        HALT_IF_DEBUGGING();
(gdb) p/a *frame
$1 = r0 = 0xde684c0e, r1 = 0x6cefc92c, r2 = 0xed5b5cfb, r3 = 0xa3feeed1, r12 = 0xef082047, lr = 0xd7121a9e, return_address = 0xf16a13cf, xpsr = 0xf60e2caf


Fields in SCB > HFSR:
        VECTTBL:   0  Vector table hard fault
        FORCED:    1  Forced hard fault
        DEBUG_VT:  0  Reserved for Debug use
        
Fields in SCB > CFSR_UFSR_BFSR_MMFSR:
        IACCVIOL:     1
        DACCVIOL:     0
        MUNSTKERR:    0
        MSTKERR:      1
        MLSPERR:      0
        MMARVALID:    0
        IBUSERR:      0  Instruction bus error
        PRECISERR:    0  Precise data bus error
        IMPRECISERR:  0  Imprecise data bus error
        UNSTKERR:     0  Bus fault on unstacking for a return from exception
        STKERR:       0  Bus fault on stacking for exception entry
        LSPERR:       0  Bus fault on floating-point lazy state preservation
        BFARVALID:    0  Bus Fault Address Register (BFAR) valid flag
        UNDEFINSTR:   0  Undefined instruction usage fault
        INVSTATE:     0  Invalid state usage fault
        INVPC:        0  Invalid PC load usage fault
        NOCP:         0  No coprocessor usage fault.
        UNALIGNED:    0  Unaligned access usage fault
        DIVBYZERO:    0  Divide by zero usage fault

arm-none-eabi-gcc -v
cc version 10.2.1 20201103 (release) (GNU Arm Embedded Toolchain 10-2020-q4-major)

【问题讨论】：

so I check assembly 你如何检查装配？您使用了什么命令和选项？

我只是通过 gdb-multiarch 中的“layout asm”检查了它，并加载了 m7 核心 .elf 文件

我看不到你在看什么。 0x80003ee 处的指令是ldr，它根本不是未定义的，我不明白你为什么会这么认为。 0x800040c 处有一条未定义的指令，但它只是对齐填充的一部分。它不应该被执行（它在bx lr 之后）而且我没有看到任何证据表明它已经被执行。

ldr r3, [pc, #28] ; (0x800040c ) 是不是意味着地址0x800040c包含未定义指令被加载到PC？

@NateEldredge 它没有填充它是寄存器的简单地址，因为 Thumb 指令确实有 32 个立即加载

【参考方案1】：

问题是没有设置 PRIVDEFENA 位。因此，按以下方式打开 MPU 有帮助：

ARM_MPU_Enable(MPU_CTRL_PRIVDEFENA_Msk);

【参考方案2】：

这不是未定义的指令。它是您的函数使用的值（在本例中为硬件寄存器块的地址）。 ARM Thumb 指令无法将寄存器设置为 32 位值，因此必须将其存储在内存中并从那里加载。

这不是错误 - 这是非常标准的东西。

例子：

typedef struct

    volatile uint32_t reg1;
    volatile uint32_t reg2;
MYREG_t;

#define MYREG ((MYREG_t *)0xed00e000)

void foo(uint32_t val)

    MYREG -> reg2 = val;



void bar(uint32_t val)

    MYREG -> reg1 = val;

并生成代码：

foo:
        ldr     r3, .L3
        str     r0, [r3, #4]
        bx      lr
.L3:
        .word   -318709760
bar:
        ldr     r3, .L6
        str     r0, [r3]
        bx      lr
.L6:
        .word   -318709760

存储此数据且代码从未到达的位置。您的代码中也是如此。它在得到 tere 之前从函数中返回 (bc lr)

如果您使用反汇编工具（如您所做的那样），它将无法理解并显示未定义的指令。

顺便说一句，您使用的是 arm-none-eabi-gdb 吗？因为它显示了寄存器的无意义值，