大家好，我是鱼鹰。今天我们聊一聊开发中常见的 HardFault，这个问题应该从学习 STM32 开发以来就一直伴随着我们，很多人遇到这种问题也是不知道该如何定位。

如果只是独立开发，遇到这种问题，一般都是看代码、修改代码等等这些常规手段，因为自己写的代码最熟悉，改动一般也不会太大，容易缩小范围，也更容易定位。

(资料图)

但现在的产品越来越复杂，目前的开发模式都是合作开发，每个人负责各自的模块，这样的项目代码量大、复杂度高，也就更难定位问题。

而有的时候，刚入职一家公司，什么代码都不熟悉，又出现了 HardFault，更是让人崩溃，分分钟有跑路的冲动（你和代码，有一个能跑就行）。

此时，有一个能解决这种疑难杂症的大牛是能大大节省时间的，而我在公司也解决不少类似的问题，所以经验也算丰富，充当的也是这一类角色。

而定位 Hardfault 的方法一般是靠 KEIL在线调试+C语言+权威指南中的知识搞定。

目前鱼鹰的解 BUG 差不多是这样的：

1、必现，代码熟悉的情况下，几个小时内搞定。

2、偶现，根据出现情况决定解决问题的时间，一般出现个四五次，基本就能定位。

3、难现，这种一般要挂一个记录仪实时记录运行情况。

经历了这么多，已经很少有能让鱼鹰需要花费几天时间才能解决的 Hardfault 问题了（犹记得刚来深圳时，因为别人写的一个 BUG 导致的 Hardfault，不得已加了几天通宵，要不是偶然机会还不一定能搞定）。

这里打个小广告，如果难解决，可以有偿请鱼鹰解决 Hardfault 问题哦。

不过最近工作上因为用了 C++，这个基础不是很熟悉，解决 Hardfault 的速度又下降了。而工程编译优化等级 -O2 也加大了不少调试难度，因此掌握下面的方法是很重要的：

总结 MDK 几种编译优化设置的方法

关于 Hardfault，鱼鹰以前也是分享了不少笔记的，不知道有多少人认真看过。

HardFault 之 INVSTAE 错误定位（一）

见鬼，过年回来后板子就 hardfault 了？

今天将继续分享关于在 FreeRTOS 定位 Hardfault 方法。

这里需要一个大佬写的组件 ：CmBacktrace（事实上，如果能在线调试，鱼鹰是不需要借助这个组件的，但是难复现的情况下用这个组件还是比较香的）。

gitee 仓库：https://gitee.com/Armink/CmBacktrace

这个组件估计很多道友都听说过，也用过，但鱼鹰想说的是，有些道友在用的组件可能比较老，没有下面这种追踪功能，建议大家更新一下。

上面可以看到出错时，函数的调用栈（有时可能是错误的，需要实际分析，仅做参考）

在断言失败的位置添加该函数 cm_backtrace_assert：

相关函数修改 task.c prvInitialiseNewTask()：

task.c 文件最后添加如下代码用于获取栈地址、大小、名字：

为方便复制，在此贴代码：

cmb_cfg.h

1）需要定义打印输出函数，一般用 printf 打印，也可以用你自定义的一些打印函数，功能和 printf 类似即可。

2）使能 RTOS 支持

5）打印虚拟栈，可以将出错时的原始栈信息打印出来，可能对分析有些帮助

7)如果是 C++ 编译的，有可能出错，可以在开头定义这个：

或者使用相对路径的方式添加头文件：

另外，我们可以让程序进入 Hardfault 前，让代码自动停止，这样我们能更好的利用在线调试代码，《传说中的软件断点到底是什么？》。

8、实验。

上面都搞定了，就可以验证一下效果了。这里我们我们可以模拟仿真看看情况（修改工程配置，这些内容鱼鹰以前分享过，不多说）。

运行仓库例子后，应该能打印下面的信息，告诉我们出现了 div 0 错误。

而你移植好的工程也应该打印类似的信息（加入测试代码 ：fault_test_by_div0();）如果打印不出来，有两种可能：

1、打印函数没初始化好就进入了Hardfault

2、打印函数有问题

之后我们复制最后一行，然后运行仓库 tools 里面的 add2line 工具看看调用栈信息：

在 git bash 中可能会执行失败，可以加入程序路径，当然也可以将该工具路径加入到Windows 环境变量中。有可能提示找不到 axf 文件，把这个文件拷贝到工具下即可。

正确的做法是，将该工具放到 C 盘目录下，同时添加环境变量，之后就可以在 axf 目录下打开 gitbash 或者 cmd 窗口执行命令即可。

这里只作为演示，就不多介绍这些了。

最后再简单介绍一下这个组件的实现原理：

如果出现hardfault， 首先进入汇编文件的 HardFault_Handler处理，这里会得到当前的栈指针和 LR，并且根据 LR 确定出错的栈是哪个《STM32 两个栈，你用哪一个？》（这里是 PSP 栈）

根据错误寄存器信息，确定哪种错误（这里为除 0 错误）。

然后对栈信息 和 LR 、PC 进行 FLASH 上的汇编代码分析，找出可能的跳转指令，这里找到的两个跳转地址为 0x08001f96 0x08000368，进而得到调用栈。

因此要能准确的得到调用栈，有两点重要前提条件（建议优化等级 -O0）：

1、栈未被破坏

2、芯片运行代码和 axf 文件保持一致

即使如此，你也不能保证找出的调用栈就是正确的，比如你使用 fault_test_by_unalign() 测试，得到的结果如下：

中间多了一个 fputc。

因此，这些打印信息只能作为参考使用。

但在线调试不同，它更专业，不容易出现错误调用关系。

来源：鱼鹰谈单片机