STM32跳入HardFault Handler中断分析

ARM芯片STM32出现HardFault Handler硬件中断一般有两种情况：

• 访问越界导致的Acess Violation或者内存溢出
• 堆栈溢出

这次遇到的问题是栈空间不够。

ARM程序的组成[1]

在Keil4的Build Out窗口中有下列的调试信息：

那么其中的Program Size: Code=12384 RO-data=420 RW-data=52 ZI-data=37044 分别代表什么意义呢？

此处所说的“ARM程序”是指在ARM系统中正在执行的程序（在RAM中的程序）。

一个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变量;ZI是程序中的未初始化的变量.由以上3点说明可以理解为：RO就是readonly，RW就是read/write，ZI就是zero。

堆和栈的区别

• 栈区（stack）：由编译器自动分配和释放，存放函数的参数值、局部变量的值等，其操作方式类似 于数据结构中的栈。
• 堆区（heap）：一般由程序员分配和释放（malloc），若程序员不释放，程序结束时可能由操作系统回收。分配 方式类似于数据结构中的链表。
• 全局区（静态区）（static）：全局变量和静态变量的存储是放在一块的，初始化的全局变量和静态 变量在一块区域，未初始化的全局变量和未初始化的静态变量在相邻的另一块区域。程序结束后由系 统自动释放。
• 文字常量区：常量字符串就是存放在这里的。
• 程序代码区：存放函数体的二进制代码。

当我把几个全局的数组长度double BUFER[sample_num]都调到10000+时，Keil会出现报错。

BSS指用来存放程序中未初始化的全局变量的一块内存区域，显然这个BUFFER数组存在全局区，而ROM内存不够导致出错。

举个“栗子”说明一下这几个区的不同：

    int aa=0;                             //全局（初始化）区
    int bb;                               //全局（未初始化）区
    void main()
    {
      int b;                             //栈
      char s[]="abc";                    //栈
      char *p= "LZU";                   //在文字常量区
      static int c =0 ;                  //静态初始化区
      p1= (char *)malloc(10);            //堆区
      strcpy（p,"LZU");                  //"LZU"放在常量区
     }
     

遇到问题

在main中有这样几个函数：

    filter(ReceiveData,BUFER,sample_num);
    butter_high(BUFER,HighOut,sample_num);
    butter_low(HighOut,LowOut,sample_num);
    DIFF(&LowOut[0],BUFER,sample_num);

用来滤波和差分，然而继续在后面加上一行cnt=find_max(BUFER,peak,sample_num)时会跳入到HardFault Handler中。跟踪发现，它影响整个程序的方式还特别奇怪，不加入它的时候ADC能采样sample_num个数据。加入它时，ADC在没采够sample_num个数据时就会跳入到HardFault Handler中。这样让我一直以为是ADC采样导致的硬件错误中断。

解决问题

仔细看一下cnt=find_max(BUFER,peak,sample_num)的代码

    int find_max(double* in,int* out,int length)
    { 
    int i,j;
    double Max,Min,Temp=0; 
    int WaveStart[1000];
    int MaxPoint[1000];
    }

发现它定义了两个很大的局部变量数组，而局部变量是存在栈中的，1000+1000大于开始定义的1024个字节。所以出现了硬件中断错误。

因为在程序中没有动态分配内存，可以在startup文件中把Heap_size定义为0.

Keil输出的MAP文件

__initial_sp 0x20016c68 Data 0 startup_stm32f2xx.o(STACK)

STACK 0x20014868 Section 9216 startup_stm32f2xx.o(STACK)

说明stack大小为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