ldrsh 的 cortex m1 硬故障答案

【问题标题】：cortex m1 hard fault at ldrshldrsh 的 cortex m1 硬故障
【发布时间】：2016-12-18 09:02:56
【问题描述】：

大家好，我的 cortex m1 在同一个地方多次出现 HardFault 异常。我有 HardFault 实现，我可以读取堆栈寄存器：

stacked_r0 unsigned int 0x4（十六进制）
堆叠 r1 无符号整数 0x60905f98（十六进制）
堆叠 r2 无符号整数 0x0（十六进制）
堆叠 r3 无符号整数 0x6092304b（十六进制）
stack_r12 unsigned int 0x60922ff8（十六进制）
stack_lr unsigned int 0x60810be3（十六进制）
stack_pc unsigned int 0x60810ce2（十六进制）
stack_psr unsigned int 0x41000000（十六进制）

在堆叠 PC 上的操作是： 60810ce2：ldrsh r2，[r3，r2]

为什么会导致故障？

更新我已经重新排列了变量，现在它已经在从 freertos 代码调用的 memcpy 中崩溃了

stacked_r0 unsigned int 0x6090c858（十六进制）
堆叠 r1 无符号整数 0x6091f8b4（十六进制）
堆叠 r2 无符号整数 0x3c（十六进制）
堆叠 r3 无符号整数 0x6091f8a4（十六进制）
堆叠 r12 无符号整数 0x280（十六进制） stack_lr unsigned int 0x60827f89（十六进制）
stack_pc unsigned int 0x6082b0dc（十六进制）
stack_psr unsigned int 0x1000000 (十六进制)

6082b0ba: bne.n 0x6082b120

6082b0bc：添加 r5、r2、#0

6082b0be: 添加 r4, r0, #0

6082b0c0: subs r5, #16

6082b0c2: lsrs r5, r5, #4

6082b0c4：添加 r5，#1

6082b0c6: lsls r5, r5, #4

6082b0c8：添加 r1、r1、r5

6082b0ca: ldr r6, [r3, #0]

6082b0cc: str r6, [r4, #0]

6082b0ce: ldr r6, [r3, #4]

6082b0d0: str r6, [r4, #4]

6082b0d2: ldr r6, [r3, #8]

6082b0d4: str r6, [r4, #8]

6082b0d6: ldr r6, [r3, #12]

6082b0d8：添加 r3，#16

6082b0da: str r6, [r4, #12]

6082b0dc：添加 r4，#16

【问题讨论】：

这是一个未对齐的访问。
好的，但是为什么呢？ r3 指向堆栈
堆栈是 ram，堆栈与它有什么关系 ldrsh 或 ldrh 的低位为 0xB 或 1011 ldr 的低位必须为零，低两位必须为零ldrd 后三个必须为零。您正在尝试进行未对齐的半字访问，而处理器正确地阻止了您这样做。
正确。我正在使用 freertos 和 GCC。看起来它生成的代码不会将堆栈地址操作 8 个字节？
如果您想了解编译器正在做什么，您必须提供一个简单的示例函数、编译器和选项，以及输出并从那里开始。不知道为什么 gcc 会使用 r3 或 r2 来访问堆栈，加载与堆栈的对齐无关。

标签： gcc arm cortex-m

【解决方案1】：

编译器使用 ldrsh 生成对齐的简单示例：

short more_fun ( short );
short fun ( short a )
{
    unsigned int ra;
    short x[16];
    for(ra=0;ra<16;ra++)
    {
        a+=more_fun(x[ra]);
    }
    return(a);
}

arm-none-eabi-gcc -mthumb -O2 -c so.c -o so.o -march=armv6-m arm-none-eabi-objdump -D so.o

00000000 <fun>:
   0:   b570        push    {r4, r5, r6, lr}
   2:   b088        sub sp, #32
   4:   0004        movs    r4, r0
   6:   466d        mov r5, sp
   8:   ae08        add r6, sp, #32
   a:   2300        movs    r3, #0
   c:   5ee8        ldrsh   r0, [r5, r3]
   e:   f7ff fffe   bl  0 <more_fun>
  12:   3502        adds    r5, #2
  14:   1904        adds    r4, r0, r4
  16:   b224        sxth    r4, r4
  18:   42b5        cmp r5, r6
  1a:   d1f6        bne.n   a <fun+0xa>
  1c:   0020        movs    r0, r4
  1e:   b008        add sp, #32
  20:   bd70        pop {r4, r5, r6, pc}
  22:   46c0        nop         ; (mov r8, r8)

堆栈保持对齐，堆栈操作、压入、弹出和堆栈帧都是 8 字节（两个字）的倍数。

数组在堆栈上，他们基本上使用 r5 作为数组的索引，看起来 ldrsh 需要两个寄存器，所以他们将 r3 设置为零，这样他们就可以有第二个寄存器。这里的关键是它们开始对齐，假设该代码之外的每个人都符合约定，则 sp 地址至少具有低三位零。然后代码每次通过循环将 2 添加到 r5，保持指向数组的指针在半字边界上对齐，每次使用 ldrsh 时，地址的低位保持为零。没有对齐问题。

请提供类似的示例，可能是代码片段，但肯定是未对齐的 ldrsh 周围的相关片段。

【讨论】：