利用DWT实现指定变量被改写的时候触发中断

K.O.Carnivist · 发表于 2018-6-2 13:14:22

最近发现了 DWT 的比较器（就是 debug 的时候实现 watchpoint 功能的模块）是可以由软件控制并触发 Debug Monitor 异常的，
由此可以实现“当某个变量/内存地址被改写的时候触发一个中断”这样的功能。

测试代码：
[mw_shl_code=c,true]
uint_fast8_t i, j;

/* 时钟和 printf 初始化略 */
/* data[10] 是初始为 0 的全局整型数组 */

/* Enable Trace and Debug Monitor exception */
CoreDebug->DEMCR |= CoreDebug_DEMCR_TRCENA_Msk |
                     CoreDebug_DEMCR_MON_EN_Msk;

// /* Number of comparators available */
// dwt_numcomp = _FLD2VAL(DWT_CTRL_NUMCOMP, DWT->CTRL);

/* Configure comparators */
DWT->FUNCTION0 = 0;                /* Disable */
DWT->COMP0 = (uint32_t)&data[8]; /* Target address */
DWT->MASK0 = 2;                   /* 0 - Byte; 1 - Halfword; 2 - Word */
DWT->FUNCTION0 = 6;                /* 5 - Read; 6 - Write; 7 - R & W */

DWT->FUNCTION1 = 0;                /* Disable */
DWT->COMP1 = (uint32_t)&data[3]; /* Target address */
DWT->MASK1 = 2;                   /* 0 - Byte; 1 - Halfword; 2 - Word */
DWT->FUNCTION1 = 6;                /* 5 - Read; 6 - Write; 7 - R & W */

DWT->FUNCTION2 = 0;                /* Disable */
DWT->COMP2 = (uint32_t)&data[6]; /* Target address */
DWT->MASK2 = 2;                   /* 0 - Byte; 1 - Halfword; 2 - Word */
DWT->FUNCTION2 = 6;                /* 5 - Read; 6 - Write; 7 - R & W */

DWT->FUNCTION3 = 0;                /* Disable */
DWT->COMP3 = (uint32_t)&data[2]; /* Target address */
DWT->MASK3 = 2;                   /* 0 - Byte; 1 - Halfword; 2 - Word */
DWT->FUNCTION3 = 6;                /* 5 - Read; 6 - Write; 7 - R & W */

for (i = 0; i < 10; i++)
{
      data = 1;

      for (j = 0; j < 10; j++)
      {
         printf("%d ", data[j]);
      }
      printf("\n\r");
      HAL_Delay(1000);
}
[/mw_shl_code]

for 循环依次修改 data[10] 中的每一个数，DWT 的 4 个比较器分别在第 8、3、6、2 元素被修改时触发。

然后在 Debug Monitor 异常里面：
[mw_shl_code=c,true]
void DebugMon_Handler(void)
{
if ((DWT->FUNCTION0 & DWT_FUNCTION_MATCHED_Msk) != 0)
{
      printf("Interrupt from DWT Comparator 0.\n\r");
}

if ((DWT->FUNCTION1 & DWT_FUNCTION_MATCHED_Msk) != 0)
{
      printf("Interrupt from DWT Comparator 1.\n\r");
}

if ((DWT->FUNCTION2 & DWT_FUNCTION_MATCHED_Msk) != 0)
{
      printf("Interrupt from DWT Comparator 2.\n\r");
}

if ((DWT->FUNCTION3 & DWT_FUNCTION_MATCHED_Msk) != 0)
{
      printf("Interrupt from DWT Comparator 3.\n\r");
}
}
[/mw_shl_code]

运行结果：

局限：
只有 4 个比较器；
不能在 debug 状态下用（会变成断点）；
实际上是在监测指定地址的读/写，所以相同数据重复写入的情况需要额外处理。