2019年03月24日 | STM32 硬件错误HardFault_Handler的真凶

2019-03-24 来源：eefocus

STM32出现HardFault_Handler故障的原因主要有两个方面：

1、内存溢出或者访问越界。
2、堆栈溢出。
最近遇到的问题是栈溢出，情况是这样的，举例说明：

static char data[10000];
void fun1(unsigned char *buf)
{
int  i=0;
for(i=0; i<5000; i++)
{
data = buf;
}
}

void fun2(void)
{
unsigned char buf[5000];
.........;
fun1(buf); //执行完毕此函数出现硬件错误HardFault_Handler
printf("data: %s\r\n",buf);
}

int main()
{
.........();
.........();
.........();
fun2();
.........();
.........();
.........();
while();
}

问题分析，通过断点代码跟踪，在进入fun1(buf);函数时，发现SP指向了数组data所开辟的空间，同时PC、等寄存器值压入栈，在循环执行data =buf;的时候修改了压入栈的数据，导致在退出函数fun1(buf);时PC指向了错误的位置。
问题：为什么SP会指向数组data所开辟的空间？原因是发生了栈溢出。
问题：那里导致了堆栈溢出呢？下面我们看下面的网络资料，认识一下堆栈。

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int main()
{
while(1);
}
BUILD://Program Size: Code=340 RO-data=252 RW-data=0ZI-data=1632
编译后，就会发现这么个程序已用了1600多的RAM，这1600多的RAM跑哪儿去了，分析map,你会发现是堆和栈占用的
在startup_stm32f10x_md.s文件中，它的前面几行就有以上定义，这下该明白了吧。
Stack_Size    EQU 0x00000400
Heap_Size    EQU 0x00000200

理解堆和栈的区别

（1）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。
（2）堆区（heap）：一般由程序员分配和释放，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。
（3）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。
（4）文字常量区：常量字符串就是存放在这里的。
（5）程序代码区：存放函数体的二进制代码。

例如：
int a=0;                   //全局初始化区
char *p1;                //全局未初始化区
main()
{
   int b;                   //栈
   char s[]="abc";             //栈
   char *p3= "1234567";       //在文字常量区
   static int c =0 ;          //静态初始化区
   p1= (char *)malloc(10);       //堆区
   strcpy（p1,"123456");       //"123456"放在常量区
}
所以堆和栈的区别：
stack的空间由操作系统自动分配/释放，heap上的空间手动分配/释放。
stack的空间有限，heap是很大的自由存储区。
程序在编译期和函数分配内存都是在栈上进行，且程序运行中函数调用时参数的传递也是在栈上进行。
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明白堆栈的分配原理后，我们也就明白了为什么说是栈溢出了，而没有说是堆栈溢出或者堆溢出，我们接下来再来分析什么导致了栈溢出，这会不难发现真凶是unsignedcharbuf[5000];，buf的开辟占用了很大的栈空间，超出了startup_stm32f10x_md.s文件中定义的空间大小，导致了栈的溢出。

问题总结：

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1、函数内部变量占用空间较大时，定义为全局变量或者静态变量，减少堆栈的占用。
2、多使用指针解决数据的复制，同时减少内存的占用。

STM32 硬件错误 HardFault_Handler

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