戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn) | Cortex-M核除0操作的報(bào)錯(cuò)機(jī)制話題

1. 前言

除0操作屬于錯(cuò)誤操作，在ARM Cortex-M平臺上會(huì)有相應(yīng)的報(bào)錯(cuò)機(jī)制。但這邊會(huì)涉及到整型數(shù)的除0以及浮點(diǎn)數(shù)的除0，另外還會(huì)涉及錯(cuò)誤產(chǎn)生后的報(bào)錯(cuò)機(jī)制，是中斷還是錯(cuò)誤位，本文會(huì)對這個(gè)報(bào)錯(cuò)機(jī)制加以說明。使用STM32H723做為測試芯片。

2. 整形數(shù)除0操作報(bào)錯(cuò)

默認(rèn)情況下，STM32H723對整形數(shù)的除0操作，會(huì)忽略掉錯(cuò)誤，原因在于默認(rèn)情況下 SCB->CCR寄存器默認(rèn)配置中這個(gè)除0操作是非捕獲狀態(tài)，如果想要系統(tǒng)報(bào)錯(cuò)，需要把 DIV_0_TRP這個(gè)位置1，這樣，當(dāng)執(zhí)行除0操作的時(shí)候會(huì)進(jìn)入hardfault，并且有標(biāo)志位產(chǎn)生。

▲ 圖1. SCB CCR默認(rèn)地址和復(fù)位初值

▲ 圖2. DIV_0_TRP位于bit4

▲ 圖3. DIV_0_TRP參數(shù)說明

測試執(zhí)行整型數(shù)除0操作代碼。

/* Enable System clock */  __HAL_RCC_SYSCFG_CLK_ENABLE();  /* Enable DIV_0_TRP */  SCB->CCR |= (1<<4);  /* Div value set to 0 */  IDiv = 0;  /* Exctue div 0 */  Iout = Iin/IDiv;

▲ 圖4. Fault Report-除0錯(cuò)誤

▲ 圖5. 查看進(jìn)入Hardfault的程序位置

▲ 圖6. 找到因?yàn)槌?導(dǎo)致的進(jìn)入Hardfault

3. 浮點(diǎn)數(shù)除0的報(bào)錯(cuò)機(jī)制

浮點(diǎn)數(shù)的除0操作，沒有專門的Hardfault觸發(fā)機(jī)制，也就不能產(chǎn)生中斷，只能通過對FPU單元的讀取進(jìn)行判別，而且在調(diào)試模式下，通過IAR讀取寄存器的結(jié)果是正確的，而通過Keil的讀取會(huì)有錯(cuò)誤，實(shí)際已經(jīng)發(fā)生了浮點(diǎn)除0操作，但Keil的FPU->SCR寄存器DZC沒有置位。

▲ 圖7. FPSCR寄存器

執(zhí)行浮點(diǎn)除0的測試代碼：

static volatile float fin = 0.9f,fout,fdiv; static volatile uint16_t Mark; /* Div value set to 0 */ fdiv = 0.0f; /* Exctue float div 0 */ fout  = fin/fdiv; /* Get wrong mask value */ Mark = __get_FPSCR();

▲ 圖8. IAR的浮點(diǎn)除0后DZC標(biāo)志位置位

▲ 圖9. Keil浮點(diǎn)除0后DZC標(biāo)志位有誤

讀取FPSCR寄存器，返回錯(cuò)誤碼0x02（除0操作）。

▲ 圖10. 讀取FPSCR

4. 結(jié)論

本文通過對除0操作的報(bào)錯(cuò)機(jī)制做細(xì)致說明，可以看到整型除0可以有Hardfault的中斷產(chǎn)生，而浮點(diǎn)的除0只能通過標(biāo)志位判別，實(shí)際使用過程中盡量避免這種錯(cuò)誤的操作。