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周末用2天的时间专门研究了一下这个问题，已经解决，做个总结： 运行环境：STM32H743+UCOSIII(V3.08.00) 故障现象： 程序运行一段时间后，总是不定期的进入HardFault_Handler，长则2三天，短则几分钟就会浮现，尤其在串口/SPI口有大量数据收发的时候，更容易浮现。 排查过程： 统计发现，每次总是在执行OSTaskSwHook函数中的OS_CPU_FP_Reg_Pop时进入的错误中断。 第一步还是先查自身的问题，把系统额外的任务全部关闭，浮点运算也全部屏蔽，仅保留通信任务，测试大数据收发，发现故障依旧。之后又在整个数据收发过程中添加多个测试点，发现每次异常前的位置有所区别，但无一例外的都是调用了系统的服务时发生的异常（程序收发涉及到了2个任务用事件同步），至此基本排除程序收发逻辑问题，转向排查系统问题。 因为以前在跑老版本系统时就修改过浮点入栈出栈这块儿代码，所以刚开始还是简单认为是源码问题，可惜老版本没找到M7的DEMO，从M4上迁移过来难度较大，懒得去折腾老版本了。后来试着关掉FPU后，故障更诡异，进入错误中断后压根找不到源头了，最后只能暂时放弃了这个排查方向。 后来无意间发现，进入中断后，OSTCBHighRdyPtr指向的地址竟然为0。于是在OS_CPU_FP_Reg_Pop函数前加了一个if语句，判断OSTCBHighRdyPtr的指向是否为真，果然，异常情况时OSTCBHighRdyPtr的指针指向了0，这个指针总是指向最高优先级就绪任务控制块儿，不可能指向0。 首先想到的是数组越界修改了OSTCBHighRdyPtr的值，但仿真发现，指针指向0时，它在内存中的地址前的数据并没有发生异常，因此排除是数组越界造成的。 仔细分析OSTaskSwHook这个函数，最开始是把当前控制块的浮点寄存器压栈，最后把最高优先级的控制块浮点寄存器出栈。中间是一堆可有可无的系统监控操作，并没有对OSTCBHighRdyPtr的赋值操作。于是接下来就是逐步往前排查，什么时候OSTCBHighRdyPtr的值被修改为了0，先在一进OSTaskSwHook函数的地方添加一个判断指向的语句，没想到还真有一进函数就会出现OSTCBHighRdyPtr指向为空的情况，但更诡异的情况是，大多数时候一进函数判断为空之后，等到执行OS_CPU_FP_Reg_Pop时，指针又不为空了，问题是这个函数里面并没有对OSTCBHighRdyPtr的赋值操作啊。 UCOS系统是有自我修复的功能，但不至于凭空就把指针校准回来了，难不成中间发生过异常中断？也不对啊，任务调度时的第一条汇编指令就是关中断啊“CPSID I ”。这里特别注意到在这句汇编语句后面的注释“Cortex-M7 errata notice. See Note #5”，硬汉哥之前提到过，Cortex-M7r0p1版本这块儿有BUG，用仿真器看了一下，我板子上芯片的版本是r1p1，于是排除是硬件版本的问题。 但是如果期间没有发生过中断，说不通指针的值为何被修改啊。顺着汇编代码往下看，发现个新变量“OS_KA_BASEPRI_Boundary”，这个在之前的系统版本中可没见过，于是顺藤摸瓜，找到了“CPU_CFG_KA_IPL_BOUNDARY”这个宏，英文解释如下“ARMv7-M:Since the port is using BASEPRI to separate kernel vs non-kernel aware ISR,please make sure your external interrupt priorities are set accordingly. Forexample, if CPU_CFG_KA_IPL_BOUNDARY is set to 4 then external interruptpriorities 4-15 will be kernel aware while priorities 0-3 will be use asnon-kernel aware.”，通俗解释，系统调度时关中断不再是以一刀切的方式全关闭了，而是根据设置阈值选择性关闭，即优先级在这个阈值以下的中断是不关闭的，此功能应该是为了照顾一些需要在系统关中断时也要响应的中断。默认值是4，再看我的程序，还真有几个较频繁的中断优先级是4以下的，且中断里面调用了系统发消息的函数。 难道是这个原因造成的？于是乎，把这个值改成1，把程序的中断优先级都改成1以上，我程序中目前没有啥中断是晚个几微妙就不行的，所以这个功能没必要用。修改后再次运行，顿感顺畅无比，对比很明显，之前一个通信端口大量收发数据时，调度1万次左右一般就会出现一次指针指向0的情况，修改后几个通信端口开足马力收发数据跑了一天，截止目前已经调度了一千五百万次左右，还没发生过一次异常，至此，遗留个把月的BUG彻底解决。 折腾了一大圈，最根本原因还是对新版本的操作系统不熟悉导致，看来以后抽空还得多撸撸UCOSIII的源码。
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发表于 2021-6-7 10:39:29
楼主
发表于 2021-6-7 16:10:42
